高效率耳機設計
發布時間:2010-02-12
中心議題:
但dan是shi,這zhe種zhong新xin技ji術shu也ye帶dai來lai了le一yi種zhong幻huan覺jiao。同tong所suo有you其qi他ta的de工gong程cheng討tao論lun一yi樣yang,效xiao率lv的de增zeng加jia和he波bo形xing因yin子zi的de減jian小xiao之zhi間jian存cun在zai著zhe折zhe中zhong。增zeng加jia的de失shi真zhen和he電dian磁ci幹gan擾rao(EMI)是在追求D類放大器所能夠實現90%~95%的效率過程中所必須克服的障礙。
AB類放大器
傳統的AB類放大器是一種非開關放大器,它在過去的許多年中經過了許多改進,以便提供高保真音響愛好者們所期待的音頻性能。與帶有無法消除死區時間的D類放大器相比,非開關放大器的線性度是非常好的。死區時間被定義為開關放大器不向負載或揚聲器提供電壓的“關閉”時間,這樣做的目的是防止供電電源與輸出設備之間形成短路。這段關閉時間就是這些放大器被認定為非線性放大器的根本原因。
與yu開kai關guan放fang大da器qi相xiang比bi,降jiang低di非fei開kai關guan放fang大da器qi的de死si區qu時shi間jian要yao簡jian單dan得de多duo,因yin此ci人ren們men認ren為wei非fei開kai關guan放fang大da器qi的de音yin頻pin性xing能neng更geng好hao一yi些xie。此ci外wai,開kai關guan放fang大da器qi的de總zong體ti基ji底di噪zao聲sheng會hui被bei輸shu出chu信xin號hao中zhong未wei經jing過guo濾lv的de部bu分fen所suo惡e化hua。AB類放大器的缺點在於它的最大理論效率大約為78%。這個效率有點容易導致誤解,因為非開關放大器的最高效率隻有在未經限幅之前放大器達到最大輸出時才能夠實現。因此,AB類放大器正好在放大器限幅之前達到最高效率,而在現實中,放大器無法始終工作在這個區域。對於一般應用,大多數AB類放大器工作在20%~30%的區域。

圖1 H類放大器功率軌調整的圖形表示
因yin此ci,如ru果guo工gong程cheng就jiu是shi為wei了le實shi現xian折zhe衷zhong的de話hua,那na麼me一yi定ding存cun在zai某mou種zhong中zhong間jian立li場chang。放fang大da器qi應ying該gai能neng夠gou在zai不bu損sun害hai性xing能neng的de情qing況kuang下xia將jiang係xi統tong的de工gong作zuo效xiao率lv最zui大da化hua。
實現上述想法的一種方法是根據音頻輸出的輪廓對AB類放大器的供電軌進行調製。這樣做,工作效率在20%~30%的AB類放大器能夠將實際工作效率提高到45%~55%左右,這種產品被稱為H類放大器。
H類放大器
H類結構所提供的效率要低於D類,但是它為係統設計人員提供了性能的顯著提高。這種放大器實際上是AB類設計,死區時間極短,因此失真程度要遠低於D類放大器。在考慮其最終應用時,上述特性非常重要。
AB類放大器主宰耳機放大器市場的原因是它們提供了最好的性能。這一點之所以重要,是因為D類耳機放大器,特別是消費類電子產品中常用的無濾波器拓撲結構,能夠產生一種最終用戶很容易就能聽到的音頻基底噪聲。
通過增加H類控製器,係統設計人員能夠在提高效率的同時不損害聲音的品質(較低基底噪聲和較好的線性度),這正是當今的消費者所希望得到的。耳機應用中非開關放大器的另一項優勢是它們抗電磁幹擾的性能要優於D類放大器。
耳機線將充當天線,該天線能夠將高頻開關噪聲輻射到係統環境中。係統設計人員必須使用外部濾波器和/或屏蔽體來減弱這些噪聲,而這些手段會增加電路板尺寸和BOM成本。非開關放大器,如H類放大器,幾乎能夠完全消除這種電磁幹擾問題,而且總體的BOM成本要更低一些。
無wu論lun如ru何he,最zui終zhong都dou歸gui結jie到dao折zhe中zhong。如ru果guo係xi統tong設she計ji人ren員yuan必bi須xu驅qu動dong很hen高gao的de功gong率lv輸shu出chu,首shou要yao考kao慮lv因yin素su是shi功gong率lv輸shu出chu的de最zui大da化hua,而er性xing能neng是shi次ci要yao考kao慮lv因yin素su,那na麼me他ta們men應ying該gai考kao慮lvD類放大器。相反,如果他們首要關注的是音頻性能而非效率,那麼他們應該更多地考慮H類設計的優勢。
- AB類放大器
- H類放大器
但dan是shi,這zhe種zhong新xin技ji術shu也ye帶dai來lai了le一yi種zhong幻huan覺jiao。同tong所suo有you其qi他ta的de工gong程cheng討tao論lun一yi樣yang,效xiao率lv的de增zeng加jia和he波bo形xing因yin子zi的de減jian小xiao之zhi間jian存cun在zai著zhe折zhe中zhong。增zeng加jia的de失shi真zhen和he電dian磁ci幹gan擾rao(EMI)是在追求D類放大器所能夠實現90%~95%的效率過程中所必須克服的障礙。
AB類放大器
傳統的AB類放大器是一種非開關放大器,它在過去的許多年中經過了許多改進,以便提供高保真音響愛好者們所期待的音頻性能。與帶有無法消除死區時間的D類放大器相比,非開關放大器的線性度是非常好的。死區時間被定義為開關放大器不向負載或揚聲器提供電壓的“關閉”時間,這樣做的目的是防止供電電源與輸出設備之間形成短路。這段關閉時間就是這些放大器被認定為非線性放大器的根本原因。
與yu開kai關guan放fang大da器qi相xiang比bi,降jiang低di非fei開kai關guan放fang大da器qi的de死si區qu時shi間jian要yao簡jian單dan得de多duo,因yin此ci人ren們men認ren為wei非fei開kai關guan放fang大da器qi的de音yin頻pin性xing能neng更geng好hao一yi些xie。此ci外wai,開kai關guan放fang大da器qi的de總zong體ti基ji底di噪zao聲sheng會hui被bei輸shu出chu信xin號hao中zhong未wei經jing過guo濾lv的de部bu分fen所suo惡e化hua。AB類放大器的缺點在於它的最大理論效率大約為78%。這個效率有點容易導致誤解,因為非開關放大器的最高效率隻有在未經限幅之前放大器達到最大輸出時才能夠實現。因此,AB類放大器正好在放大器限幅之前達到最高效率,而在現實中,放大器無法始終工作在這個區域。對於一般應用,大多數AB類放大器工作在20%~30%的區域。

圖1 H類放大器功率軌調整的圖形表示
因yin此ci,如ru果guo工gong程cheng就jiu是shi為wei了le實shi現xian折zhe衷zhong的de話hua,那na麼me一yi定ding存cun在zai某mou種zhong中zhong間jian立li場chang。放fang大da器qi應ying該gai能neng夠gou在zai不bu損sun害hai性xing能neng的de情qing況kuang下xia將jiang係xi統tong的de工gong作zuo效xiao率lv最zui大da化hua。
實現上述想法的一種方法是根據音頻輸出的輪廓對AB類放大器的供電軌進行調製。這樣做,工作效率在20%~30%的AB類放大器能夠將實際工作效率提高到45%~55%左右,這種產品被稱為H類放大器。
H類放大器
H類結構所提供的效率要低於D類,但是它為係統設計人員提供了性能的顯著提高。這種放大器實際上是AB類設計,死區時間極短,因此失真程度要遠低於D類放大器。在考慮其最終應用時,上述特性非常重要。
AB類放大器主宰耳機放大器市場的原因是它們提供了最好的性能。這一點之所以重要,是因為D類耳機放大器,特別是消費類電子產品中常用的無濾波器拓撲結構,能夠產生一種最終用戶很容易就能聽到的音頻基底噪聲。
通過增加H類控製器,係統設計人員能夠在提高效率的同時不損害聲音的品質(較低基底噪聲和較好的線性度),這正是當今的消費者所希望得到的。耳機應用中非開關放大器的另一項優勢是它們抗電磁幹擾的性能要優於D類放大器。
耳機線將充當天線,該天線能夠將高頻開關噪聲輻射到係統環境中。係統設計人員必須使用外部濾波器和/或屏蔽體來減弱這些噪聲,而這些手段會增加電路板尺寸和BOM成本。非開關放大器,如H類放大器,幾乎能夠完全消除這種電磁幹擾問題,而且總體的BOM成本要更低一些。
無wu論lun如ru何he,最zui終zhong都dou歸gui結jie到dao折zhe中zhong。如ru果guo係xi統tong設she計ji人ren員yuan必bi須xu驅qu動dong很hen高gao的de功gong率lv輸shu出chu,首shou要yao考kao慮lv因yin素su是shi功gong率lv輸shu出chu的de最zui大da化hua,而er性xing能neng是shi次ci要yao考kao慮lv因yin素su,那na麼me他ta們men應ying該gai考kao慮lvD類放大器。相反,如果他們首要關注的是音頻性能而非效率,那麼他們應該更多地考慮H類設計的優勢。
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