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德州仪器第三代D类TPA3002D2放大器(5)

时间:2010-05-14 18:34来源:未知 作者:admin 点击:

在高功耗方面的应用
  放大器在高功耗方面也有应用,例如家庭音响,家庭影院以及其它超过个人音响的应用。尽管一些结构可能出现第二代设计的影子,但是这些新的芯片能提供更强的特性和改良的性能。


  高于几十个瓦特的D类放大器同样需要一个控制芯片和一个分离的功率级。控制器的数字内容是这些应用的本质特征。很多制造商已经议定,可以把系统分割成两个部分,一个是利用CMOS工艺制造的包括逻辑功能的芯片,一个是利用低密度,高电压工艺制造的功率器件芯片。
  Wolfson Microelectronics公司的WM8606证明了这一趋势,它是一块将很多特性封装到7mm×7mm TQFP-48里面的芯片。WM8606接受4个立体声系统的PCM输入,它可能被译成标准的立体声或者5.1、6.1或7.1环绕立体声。该D类控制器提供7个PWM输出 ——6个全带宽和一个用于子低音扩音器的低带宽。这块芯片能够把5.1、6.1、7.1环绕立体声源映射到5.1或者6.1环绕扬声器之上。
  你可以把输出配置成CMOS或者 LVDS类型。这种灵活性有助于在较少的严格约束下在你的PC主板版图上控制你的EMI。WM8606与TI和意法半导体(ST)提供的功率级是兼容的。同样,你可以选择一个驱动器或者FET(Zetex, Vishay或Fairchild可以提供)。该控制器可以和一个在30W时提供96dB的SNR 和0.1%的THD的完整功率级组合在一起。
  控制器针对不同型号的扬声器提供了一个四波段均衡器和可选择的高频补偿。每个声道独立的音量控制以0.5dB的步长覆盖了从-103.5dB~+24dB的范围。同时WM8606也为每个声道提供了动态峰值抑制,用以预防在增益和均衡的组合大于0dB时的数字削波。
我们可以通过一个简单的串行接口来控制削波的内部特征。控制器可以提供16位、20位、24位、32位字节和所有从32Ksps~192Ksps的标准传输率。Zetex是通过ZXCW8100S28立体声控制器进入D类放大器市场的。这块芯片具有一个完整的双声道放大器,并具有驱动和功率FET(也可以在 Zetex获得)。这是我在一个ZXCW502CEVAL评估板调查这个项目是听到过的三个D类放大器之一。在ZXCW502CEVAL评估板上的 ZXCW8100S28是一个非常“清洁”的放大器,它在电阻为4 Ω、功率为1W时具有118dB的SNR和0.021%的THD;在电阻为8Ω、功率为10W时THD+N曲线保持在0.1%以下,在20W时也只是提高到1.2%。
  ZXCW8100S28可以接收16位、24位和32位数据,速率从32 Ksps~192Ksps。这块芯片的32位信号处理器提供音量、低音和高音控制、削波控制和开关器件补偿。该芯片还具有一个独家拥有的滤波算法——ZTA,制造商宣称可以改善瞬态分辨率和立体声效果。
  TI和NS都提供控制器/功率放大级的组合方案,而且针对不同的应用有不同的处理能力和价格。TI的TAS5508可以接收32Ksps~192Ksps标准字传输率的8声道PCM。TI的TAS5508采用TQFP- 64封装,连接于一个具有32位数据通道、48位音频处理、76位累加器的DSP。
  增益控制以0.25dB为步长,能覆盖-100Db~+36dB。双级高音和低音控制及六波段参数均衡器提供了灵活的用户界面控制和扬声器/环境补偿。抑制、响度、补偿、低音管理、采样速率转化都在这块控制器特性列表上。
  你可以通过选择TI的能量转换级列表找到基于TAS5508的产品,里面包含了100W rms 的TAS5121。显而易见,制造商大方地公布D类放大器的额定功率,这个数字虽然是可以达到的,但同时可能是不能令人满意的——在理解制造商的数据手册时要记住这个事实。例如TAS5508在 100W rms时驱动4Ω负载的THD为10%。在相同的负载下,在80W rms时能量转换级具有0.2%的THD,而在1W rms时是 0.05%。另外,大多数音乐和语音的振幅因数表明全功率运行只能是偶然的现象,而且如果希望这样,还应该考虑扬声器性能。
  NS的 LM4651控制器和LM4652能量转换级为有源子低音扩音器、自动升压放大器和自供电全程扬声器提供了一个单声道、模拟输入的放大器芯片组。虽然通孔封装现在很少见——LM4651采用MDIP-28封装、LM4652采用TO-220-15,但这个芯片组为应用产品提供了廉价的170W放大器。通常,标签上的额定功率是在10% THD点给出的——驱动4Ω电阻,而在1% THD点时则为125W,此时的A-权重SNR为92dB。

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