新闻中心

EEPW首页 > 模拟技术 > 设计应用 > 关于开环闭环D类放大器

关于开环闭环D类放大器

作者:时间:2013-11-13来源:网络收藏

PSRR:关于

过去,电源抑制比(PSRR)就已成为一种测量抑制电源输出噪声性能的优异测量方法。但是,由于出现了越来越多的,以及其拥有的效率优势,仅仅依靠PSRR作为电源噪声抑制性能的指示器已经远远不够了。相比数字输入I2SPSRR规范,这一情况愈加明显。很多时候,PSRR规范是一样的,但当监听低于理想电源的时,很明显会存在音频性能差异。本文纵览了传统的PSRR测量方法,并解释了其不能完全捕获桥接式负载(BTL)结构中放大器电源抑制性能的原因,并介绍了一种测量D类放大器中电源噪声影响大小的替代方法。

  要想了解PSRR测量方法无法能够充分地捕获电源抑制性能的原因,我们需要回顾到AB类放大器统治消费类音频电子设备的时代。同今天的情况一样,AB类放大器一般配置在一个单端(SE)或BTL输出结构中。实际上,SE AB类放大器拥有分裂轨电源(即±12V)是十分普遍的事,因为电源主要都基于变压器,而且增加第二个轨的成本也不是特别高。BTL结构更多地用于那些没有分裂轨电源的音频系统中。不管是SE还是BTL结构,AB类放大器本身都拥有良好的PSRR,这是因为其基本架构以及通常大大低于电源轨电压的输出电平。

  就AB类放大器而言,PSRR测量方法可以相对较好地显示放大器抑制电源噪声的性能,而就SE结构而言,就需要特别精确的放大器电源噪声抑制性能(我们后面再展开详细讨论)。我们将时间向前推,便会发现D类放大器在当时的市场上风靡一时。它们以极高效率的运行改变了市场形态,从而在工业设计中实现了相当大的创新,特别是在更小的尺寸方面。但是,相比AB类放大器,它们的架构都存在根本的不同,同时它们的输出结构选择几乎只有BTL。

  在BTL结构中,D类放大器具有两个输出级,其由4个FETS组成(也被称作全桥接)。而SED类放大器只有一个输出级,由两个FETS组成(也被称作半桥接)。相比SE结构,BTL输出结构拥有诸多优势,其中包括给定在电源轨情况下的4倍输出功率,更好的低音响应,以及卓越的开/关咔嗒和噼噗声性能。BTL架构存在的一些缺点是您需要两倍数目的FET晶体管。这就意味着更大的硅芯片尺寸和更高的相关成本,并且重建滤波器(LC滤波器)成本也要翻倍。在今天的市场中,尽管SE和BTLD类放大器都可以看到,但大多数还是BTL。

  在D类BTL结构中,传统的PSRR测量方法就无能为力了。要想更好地了解其原因,就需要了解D类放大器的工作原理,以及PSRR是如何测量出来的。D类放大器为开关放大器,其输出在极高的频率下(通常为250kHz或者更高)进行轨至轨切换。音频信号用于脉宽调制(PWM)该开关频率(方波)。然后,重建滤波器(LC滤波器)用于从载波频率提取音频信号。这些开关架构均极为高效(在一些开关式电源中也采用相同结构),但是相比传统的AB类放大器它们对电源噪声更为敏感。仔细思考一下就不难发现:放大器的输出实质上就是电源轨(脉宽调制),因此所有电源噪声都直接被传递给了放大器输出。

  电源抑制比(PSRR)是一种衡量放大器抑制电源噪声(即纹波)性能好坏的度量标准。在选择音频放大器时它是一个重要的参数,因为低PSRR的音频放大器一般要求更高成本的电源和/或大去耦电容。在消费类电子产品市场上,电源成本、尺寸和重量都是重要的设计考虑因素,特别是在产品尺寸不断缩小、价格迅速下跌以及便携式设计日益普遍的情况下。

关于开环闭环D类放大器

  传统的PSRR测量方法中,放大器的电源电压由一个DC电压和一个AC纹波信号(Vripple)组成。音频输入为AC接地,因此在测量时没有音频信号。所有电源电压去耦电容都被去掉,以使Vripple不受人为衰减(请参见图1)。然后,测量输出信号,并使用方程式1计算得到PSRR

关于开环闭环D类放大器

  但这种传统PSRR测量方法使电源噪声明显存在于输出端上,重建滤波器以前和以后均存在。PSRR测量方法并不能给我们任何表示。PSRR测量方法失效的原因是测量期间输入AC接地。在现实情况中,放大器将播放音乐,这就是事情开始变得有趣的地方。

电子管相关文章:电子管原理


电源滤波器相关文章:电源滤波器原理


脉宽调制相关文章:脉宽调制原理

上一页 1 2 3 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭