手机音频功率放大器比较
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TI的AB类和D类手机用音频功放资料与讲解(欢迎讨论)一时没有好的中文说明.下面的是一篇业界的内容,不仅仅是TI了。
供大家参考:各类音频放大器精彩纷呈,供应商迎接挑战新品不断音频放大器制造要正面对不同终端市场的挑战。
一方面是消费音频市场正从立体声向5.1通道和7.1通道快速转换,用户需要每通道更高功率的放大器;另一方面,用户对低价位、每通道15-30瓦中等功率系统的需求也不断增长,特别是便携式消费电子产品。
为此,供应商提供了各种各样的音频放大器产品,以满足不同应用的需求。
首先让我们来分析一下音频放大器的分类以及各类型的优缺点。
各类放大器的优缺点A类放大器,其优点是用于高端,高功率,低效高保真音频;缺点是功耗高,大部分功率处于闲置。
AB类输出工作在AB模式,输出为推挽式。
其优点是使用简单,可传送高质音频,是主流市场和高端市场最流行的放大器。
而缺点是大功率和多通道时面临散热的挑战,要用各种结构和散热器。
D类放大器为开关模式放大器,把音频转换为高压方波以提高效率,然后用低通滤波器重建音频输出。
其优点是可提供普通音质和高效率。
而缺点是由于高压开关波形,产生EMI辐射,输出端需要LC滤波元件。
H类放大器用于大功率放大器和其他电压有限的应用,如汽车。
其优点是电源跟着输出变化保持工作所需的高电压。
缺点是使用有限,缺少吸引力。
G类放大器能在两个分立电源电压间切换。
其优点是通常状态下低压,但在信号电平需要时切换倒高压。
市场应用与H类相同。
缺点同H类一样是使用有限。
大多数家庭立体声系统使用AB类放大器,但是有一些会转到D类。
G/H类放大器提供变化的特性,电源可适应功率变化。
G/H类希望象D类一样节约功率但仍会产生AB类质量的音频。
“AB类放大器的使用意味着更高的功率和更多通道。
制造上必须对小音视频接收盒保持每通道低功率,而对大功率盒需要散热器。
正如你期望的,放大器制造商用D类放大器时可以在小的外形上实现更多的功率。
四种常用放大器及应用常用的四种放大器是:运算放大器、功率放大器、音频放大器和射频放大器。
首先,运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子放大器,它有很多应用。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
运算放大器最常见的应用是运算放大电路,用于实现各种算法和信号处理。
运算放大器还可用于比较器、振荡器、多谐波振荡器等电路。
此外,运算放大器还常用于仪器仪表、模拟计算机、数据采集系统和传感器等领域。
其次,功率放大器(Power Amplifier)是用来放大输入信号的功率的放大器,用于驱动负载。
功率放大器通常分为A类、B类、AB类、C类和D类等。
功率放大器广泛应用于音频系统、无线电通信系统、雷达系统和太阳能系统等领域。
其中,音频功率放大器用于扬声器系统,提供足够的功率以产生高音质音乐;无线电通信系统和雷达系统中的功率放大器通常需要驱动天线以产生更大的发射功率;太阳能系统中的功率放大器用于将太阳能电池板的输出电压提高到适合之后的电路或网络使用的电压。
第三种常用放大器是音频放大器,用于增强音频信号的幅度。
音频放大器一般分为低功率放大器和高功率放大器两类。
低功率放大器通常用于便携式音频设备,如手机、MP3播放器等。
高功率放大器则广泛应用于音响系统和放大器组件,以获得更高的音响质量和音响功率。
音频放大器还有各种不同类型,例如A类、B类、AB类和D类音频放大器,它们在功率效率、失真和音质上存在差异。
最后,射频放大器(Radio Frequency Amplifier)是用于放大射频信号的放大器。
射频放大器广泛应用于通信系统、雷达系统、遥控系统、卫星通信系统等领域。
射频放大器通常要求具有高增益、低噪声和高线性度。
根据应用需求,射频放大器也可分为小功率放大器和高功率放大器两类。
小功率射频放大器通常用于低功率无线电设备和无线电接收机,而高功率射频放大器则用于要求更大发射功率的无线电设备。
手机音频功率放大器比较现在手机的多媒体功能日益增强,而MP3已经成为主流手机的一个标准配置。
但是随着MP3的出现,手机的功耗问题和抗干扰问题也暴露出来。
在手机MP3的播放过程中,手机音频功放消耗了绝大部分电流,因此,研究并提高音频功放的效率显得特别重要。
另一方面,手机上因为存在GSM的TDD noise干扰,给手机的音频电路的抗干扰也提出了很高的要求。
本文重点比较分析了我们在A700上使用的LM4889,和与之兼容的2890以及D类功放tpa2005d1之间的差异,给大家一个参考。
一、音频功率放大器重要参数:在手机音频功放的参数中PSRR,THD+N,SNR,AO,Po,Isc等参数决定了一个音频功放的优劣,特别是PSRR值,对手机的抗TDD noise起到了很大的作用。
1、PSRR(power supply rejection rate)电源纹波抑制比:是音频放大器的输入测量电源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。
PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求,PSRR绝对值越大越好,音频放大器输出抗电源干扰性能就越好。
2、THD+N(total harmonic distortion+noise)总谐波失真+噪声:总谐波失真是指一个模拟电路处理信号后,在一个特定频率范围内所引入的总失真量。
噪声通常指不需要的信号,有时是由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰)。
总谐波失真和噪声越小越好。
3、SNR(signal noise ratio)信噪比:指一个模拟信号中有用信号和噪声的比值。
信噪比越高有用信号成份越多,音效越好。
4、AO增益:是指放大器输出功率和输入功率之间的比值。
增益越大说明放大器的效率越高。
5、POCM最大输出功率:反映了一个音频功率放大器的负载能力,通常音频放大器厂家会提供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率。
6、关断电流(Shutdown current)和输出偏移电压(Output Offset Voltage):关断电流越小,说明在待机条件下的放大器功耗小。
高频功率放大器和高频小信号放大器的异同你说到“高频功率放大器”和“高频小信号放大器”,是不是有点迷糊,像两个高科技的“外星人”站在那儿,听得懂但又搞不懂?嘿,别担心,我们一块儿拆解这个话题。
这两者看似高大上,实际上也没那么难懂。
咱们先来瞧瞧它们的区别,再聊聊它们的共同点。
只要细心一瞧,你会发现它们的“性格”和用途就像是两位性格各异的好朋友,一个专注于大场面,一个则偏爱细节,跟咱们生活中的人一样,有大有小,各有特色。
高频功率放大器,它的任务听起来就很“霸气”——主要是放大信号的功率。
你想想,它就像是个肌肉男,肌肉一上来,信号的力量就能倍增,通常它的工作是让信号的能量达到足够的强度,才能驱动像天线那样的设备进行无线传输。
常见的应用呢,就是无线通信,卫星,广播,甚至你拿个手机打电话时背后,可能就有功率放大器在默默地推波助澜。
说白了,它的角色就是让信号变得更“壮实”,把信息传得远,信号覆盖大。
而高频小信号放大器呢?它跟功率放大器不一样,更多的是在“听力”上较为出色,注重对微弱信号的放大。
这就好比一位擅长“放大”细微声音的耳机——不让任何一点点声音丢失。
通常它是在信号比较弱的时候“站出来”,把那些微小的、难以捕捉的信号放大,好让后续的设备能够处理更清楚的信号。
你比如在一些低噪音的环境下工作时,小信号放大器就发挥了巨大的作用。
也许你没有注意到,它每次都默默为你加油,让微弱的信号也能被精准传递。
你看,两者的功能不同,应用领域也大有区别。
功率放大器就像是个大力士,靠的是能量,靠的是“推”的力量,它重视的是信号的传递距离和强度。
而小信号放大器呢,侧重的是信号的细节放大,注重“音质”而非“音量”。
这个就像是跟音响比拼时的表现,有人追求低音炮的震撼力,有人却在意高音的清晰透彻。
但是,不要以为它们完全没有交集。
实际上,很多时候这两者是搭档,一起工作的。
比如说,在无线电的信号处理中,信号从接收到处理再到传输过程中,既需要小信号放大器来捡拾和放大微弱信号,也需要功率放大器来将信号推送出去,覆盖更广的区域。
AB类与D类放大器的比较D类音频放大器采用脉宽调制(PWM)信号而不是AB类放大器通常采用的线性信号,这里的PWM 信号涵盖了音频信号以及PWM开关频率与谐波,为非线性信号。
D类放大器比AB类放大器效率高得多,因为输出级的MOSFET管可从极高阻抗转变为极低阻抗,从而在作用区的操作时间只有几个ns。
利用上述技术原理,输出级的损率变得极低。
此外,LC过滤器或扬声器的感应元件在各个周期还能存储能量,并可基本保证切换功率不会在扬声器中损失。
在音乐手机等多媒体手机中,非线性的D类音频放大器是最为合适的方案,它具有效率高、发热少、功耗低、电池使用寿命长等优点。
但是D类存在EMI电磁干扰的缺点,尤其是居高不下的价格,让AB类音频放大器成为主流的中低档手机的首选,线性的AB类是低噪声放大器,拥有低成本优势。
因此,在音频IC市场中,出现D类和AB类争奇斗胜的局面。
甚至在一些场合出现了D类和AB类可以自由切换的模式,以满足技术要求。
然而,对于这两种技术的未来发展趋势,似乎大家一致看好D 类,认为随着技术的不断完善,在未来手机音频技术中,D类将占据主流地位,从而彻底打破D类与AB类平分秋色的局面,甚至有厂家预言,D类将最终替代AB类。
究竟鹿死谁手,一比便知。
以下通过5个方面对他们进行逐一比较,希望可以得到答案。
第一轮:比效率传统的AB类音频放大器的效率只有25%左右,能耗大,很难满足电池长时间续航的需要。
与AB类不同,D类以高频开关的方式工作,而不是利用晶体管的线性部分放大,具有高达90%的效率。
此轮D类暂时领先。
第二轮:比使用场合由于节能、省电的要求越来越高,在手机等应用中D类音频放大器将更为流行,D类音频放大器市场前景广阔。
在日愈丰富的多媒体数码内容中,除了通话和铃声之外,更多是MP3音乐、影音片段和数字电视等,所以D类技术的效率会被更加重视。
此轮D类再度领先。
第三轮:比音频特性AB类技术的音频性能好,THD+N低,PSRR的绝对数值高。
手机喇叭声音大的原理是
手机喇叭声音大的原理主要涉及到以下几个方面:
1. 功率放大器:手机喇叭中内置了功率放大器,它可以将手机产生的较小的电信号进行放大,使得喇叭可以发出更大的声音。
功率放大器通常采用音频功率放大器芯片,利用集成电路内部的放大电路来增强音频信号的能量,从而增加音量。
2. 振膜:手机喇叭中的振膜是将电信号转换成声音的关键组件。
振膜通常由发声膜和驱动器组成。
当电信号通过发声膜时,发声膜会产生振动,进而在空气中产生声音。
为了增强声音的质量和音量,手机喇叭通常会采用高质量的振膜材料和设计。
3. 空腔设计:手机喇叭的声音质量和音量还与其空腔设计相关。
手机喇叭内部的空间会影响声音的传播和共振效果,从而影响声音的音量和声质。
通过科学的空腔设计,可以使得声音更加集中和聚焦,增加音量的同时也提升声音的质量。
4. 音频编解码技术:手机喇叭的声音质量还与音频编解码技术有关。
手机中的音频芯片负责接收和解码来自手机系统或应用程序的音频信号,并将其转化成可以驱动喇叭的电信号。
良好的音频编解码技术可以确保音频信号的高保真转换,进而保证喇叭发出高质量的声音。
5. 系统调整和优化:手机厂商通常会对系统进行调整和优化,以使得手机喇叭
的声音在整个设备中达到最佳效果。
例如,通过软件算法和声音处理技术,可以对音频信号进行动态调整和增强,使得声音更加清晰、饱满和有力度。
综上所述,手机喇叭声音大的原理涉及功率放大器、振膜、空腔设计以及音频编解码技术等方面的协同作用。
通过科学的设计和优化,手机喇叭可以产生更大的音量和更好的声音质量,以满足用户对手机音频体验的要求。
怎样选择合适的功率放大器在选择合适的功率放大器时,我们需要考虑几个关键因素。
一个好的功率放大器应能满足我们的需求并提供良好的音频体验。
下面将从功率需求、频率响应、失真和价格等方面来探讨如何选择合适的功率放大器。
1. 功率需求
选择功率放大器时,首先要考虑到你想要放大的音频信号的功率需求。
这需要根据你使用的音响系统的类型和规模来确定。
如果你只是在家庭环境中使用,一个较小的功率放大器通常就足够了。
然而,如果你需要在大型场所中使用,比如演唱会场地或会议厅,那么你可能需要一台更强大的功率放大器。
2. 频率响应
功率放大器的频率响应是指它在不同频率下的输出能力。
为了获得更好的音质,我们需要选择具有更平坦的频率响应的功率放大器。
这意味着它能够在整个频率范围内提供更一致的放大能力,而不是在某些频率上表现更好或更差。
3. 失真
失真是指功率放大器在放大音频信号时可能引入的变形或扭曲。
高质量的功率放大器应能够最小化失真,并保持信号的完整性。
因此,在选购功率放大器时,要留意其失真参数,如总谐波失真(THD)的数值。
较低的THD值通常代表更低水平的失真。
4. 价格
功率放大器的价格因型号、品牌和性能而异。
在选择合适的功率放大器时,我们需要在预算范围内寻找性价比最高的产品。
可以通过对比不同品牌和型号的价格与性能进行评估,选出最适合自己需求的功率放大器。
综上所述,选择合适的功率放大器涉及功率需求、频率响应、失真和价格等多个因素。
根据实际需求和预算,我们可以找到适合自己的功率放大器,以获得更好的音频体验。
手机功放工作原理
手机功放是指手机中的音频功率放大器,也被称为音频功率放大电路,其主要功能是将来自手机音频源的低功率电信号放大为足够大的音频功率信号,以驱动扬声器产生音频声音。
手机功放的工作原理可以分为三个主要步骤:预放大、功率放大和输出。
第一步是预放大,手机音频源产生的低功率音频信号经过首级电路进行预放大。
首级电路一般采用运放作为信号放大器,其输入端接收来自音频源的信号,通过放大倍数较小的运算器放大信号,以达到适合后续放大级的信号级别。
第二步是功率放大,预放大后的信号进入功率放大电路。
功率放大电路主要由功率晶体管或功率管构成,它能够将预放大电路输出的信号进一步放大。
放大电路中的功率晶体管通过电流放大作用达到对信号的放大。
具体而言,功率晶体管根据输入信号的大小控制通过其的电流,从而使得输出信号的幅度得到放大。
第三步是输出,功率放大电路输出的高功率音频信号进入扬声器,通过扬声器的振动将电信号转换成可听到的声音。
扬声器主要由音圈、振膜等部件组成,其中音圈接收到来自功率放大电路的变化电流信号,产生变化磁场,驱使振膜振动,产生声音。
总结来说,手机功放的工作原理是通过预放大、功率放大和输出三个步骤,将来
自音频源的低功率电信号分别进行预放大和功率放大处理,最后通过扬声器将电信号转换为可听到的声音。
这样就能够实现手机音频信号的放大和输出,使用户可以享受到高质量的音乐和声音。
手机功放的功能及特性要求功率放大器(PowerAmplifier,简称PA)简称功放,俗称扩音机,是音响系统中最基本的设备,它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
手机功放的特性要求GSM/GPRS四频手机是依据ETSI/3GPP的通讯标准来传送信号,所以功率放大器的特性必须符合以下的要求。
一般而言,PA之输出功率等级在GSM850MHz/900MHz频段,分为5(33dBm)~19(5dBm)等十五个功率等级,在DCS1800MHz/PCS1900MHz频段,则有0(30dBm)~15(0dBm)等十六个功率等级,随着手机距离邻近基站的远近与手机收信状况的好坏,PA的输出功率等级必须依据基站的指示做相对调整及精确的设定,不是只有单一的输出功率。
因为GSM/GPRS通讯系统乃是TDMA系统(TIme-Division-mulTIple-Access),故信号之传送(up-Link)与接收(down-Link)不是同时间发生的,而PA主要是负责传送手机信号到基站,其PA功率操作反应时间必需符合ETSI/3GPP通讯标准之规范,如图1所示,分三段时间区域(a)28us(b)542.8us(c)28us,在(a)区域,当手机欲传送信号到基站,PA必须在28us内做好Power-ramping-up的准备工作,使PA输出功率保持在一个稳定且固定的值,以便开始做真正的手机信号传送工作,此即为(b)区域,而当信号传送完毕,一样须在(c)区域28us内做完Power-ramping-down即关掉PA Power,以节省电池电流消耗,同时进入接收模式(接收基站信号),另外,有两点值得一提的是:(1)在(a)与(c)区域中,PA之反应速度要够快,以使PA能在28us内分别达到PA 全功率输出与无功率输出,而且其功率输出的增加率(ramping-up)或递减率(ramping-down)也必须能有适当的快慢以达到很平滑(smooth)的功率上升、下降曲线,否则容易产生所谓的开关频谱噪声,进而影响邻近手机使用者之通话品质。
音频功率放大器的分类音频功率放大器是将音频信号放大到足够驱动扬声器的电路。
根据放大电路的形式和工作原理,音频功率放大器可以被分为许多不同的类别。
在本文中,我们将介绍几种常见的音频功率放大器。
A类放大器A类放大器是一种最常见、最基本的放大器。
它的工作原理是将音频信号通过放大电路进行放大。
A类放大器的主要特点是其输入信号和输出信号完全相同。
它可以提供最高质量和最低形变的音频信号,但相比其他的放大器,A类放大器的效率较低,因为其功率大部分用于产生热量而非音频输出。
由于较低的效率,A类放大器适用于低功率电路、音质要求高的音频设备和灵敏度要求高的音频应用。
B类放大器B类放大器是一种相对于A类放大器而言更为高效的放大器。
B类放大器的原理是在AC信号的零点时关闭放大器,而在正弦波的峰值(正或负)点时打开放大器,将正弦波的上半部分或下半部分放大输出。
这样的输出会产生总体形变,因为放大器仅工作在正弦波的上半部分或下半部分。
然而,B类放大器的效率高于A类放大器,因为它仅在放大信号时启用放大器。
B类放大器适用于高功率电路、需要较高的能量效率的音频设备和不要求超高音质的音频应用。
AB类放大器AB类放大器是一种介于A类放大器和B类放大器之间的放大器类型。
它是通过在负载处添加一个偏置电压来保持控制电路处于开启状态,但是通过控制电路来限制偏置电压。
由于控制电路的存在,AB类放大器能够更好地平衡功率效率和音质。
这种放大器通常用于大功率音频放大器和需要高保真度的音频应用。
C类放大器C类放大器是一种工作于无方式的放大器。
它仅在信号高于某个阈值时才会使放大器开启并输出信号。
这种放大器需要非常快速的开关器件,而且工作在尽可能高的电流和低的电压下,从而达到更高的功率效率。
尽管C类放大器具有很高的效率,但其音质通常较差,并产生比其他放大器更多的形变,因为它只保留信号的高频部分。
C类放大器广泛应用于功率放大器、汽车音响和PA系统等高功率应用。
音频功率放大器原理简介音频功率放大器
是一种能够将音频信号功率放大的电子设备,其工作原理基于放大器电路中的晶体管或管子等电子元器件。
音频信号进入放大器,被放大器电路中的电子元器件放大后输出,达到音频的放大的目的。
功率放大器主要有两类:A类放大器和AB类放大器。
A类功率放大器的原理是将音频信号通过晶体管等电子元器件进行频率放大,激励出足够大的电流输出到负载电阻中,达到音频功率放大的目的。
A类功率放大器的优点是音质好、失真小,但功率效率较低。
AB类功率放大器是A类功率放大器加上一个偏置电压,使其能在某些运行情况下工作在B类放大器的状态。
AB类功率放大器的优点是功率效率高,同时也能保持良好的音质。
总而言之,音频功率放大器是将低功率音频信号转换为高功率输出的设备,主要工作原理是通过电子元器件进行功率放大。
不同种类的功率放大器有各自的特点和优势,使用时需要根据实际需要选择合适的设备。
LM1875、LM3886(LM4780)、LM4766、TDA7293、TDA7294比较及应用摘要:一.6片IC简介本文将为大家介绍现在流行的6款IC音频功率放大器,分别是美国国半公司的LM1875、LM4766、LM3886(LM4780)以及ST意法公司的TDA9293和TDA7294,它们的标称输出功率在30~100W 范围内,适用于家用高保真音频功率放大器。
采用这几款IC的功放具有元件少、调试简单的特点,功率、音质与一般的分立元件功放相比毫不逊色,因此一直受到广大DIY发烧友,特别是初学者的喜爱。
JeffRowland的基于LM3886、TDA7293的功放跻身世界优秀功放之林,更证明了功率IC本身性能之优异。
关键词:音频功率放大器功率IC TDA7294 TDA7293应用LM1875 LM4766 LM3886一、6片IC简介本文将为大家介绍现在流行的6款IC音频大功率放大器,分别是美国国半公司的LM1875、LM4766、LM386(LM4780)以及ST意法公司的TDA7293、TDA7294,它们的标称功率在30~100W范围内,适合于家用高保真音频放大器。
采用这几款IC的功放具有元件少,高度简单的特点,功率、音质与一般分立元件功放相比毫不逊色,因此一直受到DIY发烧友,特别是初学者的喜爱。
JeffRowland的基于LM3886、TDA7293的功放跻身世界优秀功放之林,更证明了功率IC本身性能之优异。
虽然JeffRowland证明了功率IC可以好声,而且这些IC家喻户晓,使用者众多,但“IC音质不如分立元件”的观念却依然根深蒂固的扎根于广大DIY发烧友的头脑里。
很多人对这些芯片的认识来自未能发挥芯片的制作,造成对这些芯片的误解。
本文将从产品数据手册入手,多角度,深入地挖掘产品数据手册中包含的丰富信息,揭开数据背后隐藏的秘密,以求给大家一个全面的认识。
1、LM1875LM1875是美国国家半导体公司20世纪90年代初推出的一款音频功放IC,如图1所示。
不同功率放大器(功放)在高灵敏度耳机放大中的应用比较在高灵敏度耳机放大的应用中,不同功率放大器(功放)扮演着重要的角色。
不同功率放大器在耳机放大的过程中有着各自的特点和优势。
本文将对不同功率放大器在高灵敏度耳机放大中的应用进行比较和探讨。
首先,我们需要了解高灵敏度耳机的特点。
高灵敏度耳机是指其芯片灵敏度高于100 dB/mW的耳机。
这种耳机对于声音的输入非常敏感,只需要较小的功率就能驱动它们。
因此,在选择功放时,需要考虑到耳机对功率的要求和匹配度。
接下来,我们将比较两种常见的功放:无源功放和有源功放。
无源功放是指在放大过程中不需要额外能量供给的放大器。
它主要通过传导、导热和电压驱动的方式工作。
无源功放的特点是功耗低,电路简单,没有噪声干扰,并且可以提供高质量的信号放大。
然而,由于无源功放不需要外部能量供给,它的输出功率相对较低,可能无法满足某些高灵敏度耳机的驱动需求。
与之相对的是有源功放,它需要外部能量供给才能工作。
有源功放通常通过电池、电源或其他能源来提供工作所需的能量。
由于有源功放可以提供更高的输出功率,因此它能够满足更高灵敏度耳机的放大需求。
此外,有源功放还具有更高的信噪比和更低的失真,能够提供更清晰、更准确的声音放大效果。
然而,有源功放的功耗相对较高,需要定期更换电池或充电,且价格通常较无源功放昂贵。
在选择功放时,还需要考虑耳机的阻抗匹配。
耳机的阻抗越大,需要更大的驱动功率才能正常工作。
因此,在选择功放时,应该结合耳机的阻抗和灵敏度进行综合考虑,以确保功放能够提供足够的功率驱动耳机。
除了以上比较,还有一些其他因素也需要考虑。
例如,耳机放大领域已经涌现出许多高端的功放器件,如电真空管放大器(Vacuum Tube Amplifier)和固态放大器(Solid-State Amplifier)等。
这些器件在声音表现、音质还原、动态范围、失真程度、输出阻抗等方面都有着不同的特点和表现,因此在选择时需要根据个人的音质需求和口味进行选择。
功率放大器常见的分类功率放大器是一种将信号电平增大的电路,用于驱动负载,例如扬声器、电动机等等。
功率放大器的主要作用是将信号源的信号放大,增加输出信号的驱动能力,使输出的信号可以更好地驱动负载。
根据放大器的使用场景和应用需求的不同,功率放大器可以分为以下几种分类。
分类一:按照功率级别分类根据功率级别的高低,功率放大器可以分为很多不同的类别。
1.低功率放大器低功率放大器通常是指功率在几百mW到几个W之间的放大器。
它们广泛应用于小型电子设备,例如智能手机、平板电脑、MP3播放器等等。
2.中功率放大器中功率放大器的功率级别在几个W到几十W之间,这种放大器通常用于家庭音响系统、汽车音响系统、电视机等等。
3.高功率放大器高功率放大器的功率级别在几十W到几千W之间,这种放大器通常用于专业音响系统、舞台音响系统、演唱会音响系统等等。
分类二:按照工作方式分类1.甲类功率放大器甲类功率放大器是一种比较常见的功率放大器类型,它的输出电流波形与输入信号波形完全相同,但输出电流只在输入信号的正半周或负半周上进行放大。
甲类功率放大器的效率一般比较低。
2.乙类功率放大器乙类功率放大器在正、负半周都有放大,但是在输入的小信号范围内,乙类功率放大器会自动关闭,以减小功耗和热损失。
乙类功率放大器的效率比甲类功率放大器高很多。
3.甲乙混合类功率放大器甲乙混合类功率放大器是甲类功率放大器和乙类功率放大器的组合,它既能够输出高保真度的信号,同时又具有高的效率。
甲乙混合类功率放大器通常是高端音响设备中的重要组成部分。
分类三:按照管路技术分类1.BJT功率放大器BJT功率放大器是基于双极型晶体管的电路,其结构简单,价格较便宜,在各种电气设备中被广泛应用。
但该种功率放大器效率较低,不太适合高功率的应用场景。
2.MOSFET功率放大器MOSFET功率放大器是比较流行的一种功率放大器,它基于金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)实现电路放大功能。
功率放大器的应用领域
功率放大器是一种电子设备,其主要作用是将低电平信号放大到更高的功率水平。
这种设备在不同领域有着广泛的应用,下面将对功率放大器的应用领域进行介绍:
1. 音频放大器:功率放大器在音频设备中应用广泛,例如音响设备、电视机、收音机等。
这种设备可以将低电平的音频信号放大为更大的功率,从而使声音更加清晰、响亮。
2. 通信设备:功率放大器在通信设备中也有着广泛的应用,例如手机、无线电、卫星通信等。
这种设备可以将发送的信号放大,从而使信号传输的距离更远、更稳定。
3. 工业设备:功率放大器在工业设备中也有着应用,例如工厂中的机械设备、大型电动机等。
这种设备可以为这些设备提供更大的电力支持,从而使设备的输出功率更大、更稳定。
4. 医疗设备:功率放大器在医疗设备中也有着应用,例如心电图机、超声波设备等。
这种设备可以为这些设备提供更大的电力支持,从而使设备能够更加准确地诊断病情。
5. 汽车行业:功率放大器在汽车行业中也有着应用,例如汽车音响、汽车导航等。
这种设备可以为汽车提供更大的功率支持,使得汽车音响的声音更加清晰、响亮,导航系统的速度更加稳定。
总之,功率放大器在不同领域都有着广泛的应用。
随着技术的不断发展,功率放大器的应用领域还将不断扩展,为人们的生活带来更多便利和效益。
手机音频功率放大器比较
现在手机的多媒体功能日益增强,而MP3已经成为主流手机的一个标准配置。
但是随着MP3的出现,手机的功耗问题和抗干扰问题也暴露出来。
在手机MP3的播放过程中,手机音频功放消耗了绝大部分电流,因此,研究并提高音频功放的效率显得特别重要。
另一方面,手机上因为存在GSM的TDD noise干扰,给手机的音频电路的抗干扰也提出了很高的要求。
本文重点比较分析了我们在A700上使用的LM4889,和与之兼容的2890以及D类功放tpa2005d1之间的差异,给大家一个参考。
一、音频功率放大器重要参数:
在手机音频功放的参数中PSRR,THD+N,SNR,AO,Po,Isc等参数决定了一个音频功放的优劣,特别是PSRR值,对手机的抗TDD noise起到了很大的作用。
1、PSRR(power supply rejection rate)电源纹波抑制比:是音频放大器的输入测量电
源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。
PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求,PSRR绝对值越大越好,音频放大器输出抗电源干扰性能就越好。
2、THD+N(total harmonic distortion+noise)总谐波失真+噪声:总谐波失真是指
一个模拟电路处理信号后,在一个特定频率范围内所引入的总失真量。
噪声通常指不需要的信号,有时是由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰)。
总谐波失真和噪声越小越好。
3、SNR(signal noise ratio)信噪比:指一个模拟信号中有用信号和噪声的比值。
信噪
比越高有用信号成份越多,音效越好。
4、AO增益:是指放大器输出功率和输入功率之间的比值。
增益越大说明放大器的效率越高。
5、POCM最大输出功率:反映了一个音频功率放大器的负载能力,通常音频放大器厂家会提
供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率。
6、关断电流(Shutdown current)和输出偏移电压(Output Offset Voltage):关断电流越
小,说明在待机条件下的放大器功耗小。
输出偏移电压小有利于电池寿命的延长。
二、在手机工作条件下各个功放的比较曲线:
音频功放共分为模拟和数字两大类,模拟功放又分为A类,B类,AB类,A类功放效率比较低,B类功放交越失真比较大,所以现在设计中基本上不再使用。
AB类功放集中了A类和B类功放的优点,在目前手机上使用比较多。
D类功放是数字功放,具有很好的性能,但价格比AB类功放略贵一点。
AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式,所以我们主要比较这两类功放之间的一些性能。
AB类为模拟放大器,主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。
可以避免交越失真。
交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。
有效率较高,晶体管功耗较小的特点。
D类为数字放大器,具有效率高低失真,频率响应曲线好。
外围元器件少优点。
这次主要对AB类放大器(LM4889、NCP2890)和D类放大器(tpa2005d1)之间的一些参数进行比较,由于受到DATASHEET的限制只能在Vp = 3.3 V, RL = 8.0,AO=2,有些特殊的地方专门指出。
1、电源纹波抑制比(PSRR):
a)LM4889(PSRR):红点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V,f=217Hz,PSRR=-60dB;
蓝点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V,f=1KHz,PSRR=-62dB。
b)NCP2890(PSRR):红点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V,f=217Hz,PSRR=-72dB;
蓝点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V,f=1KHz,PSRR=-73dB。
c)tpa2005d1(PSRR):红点标示处input floating,Vdd=3.6V,f=217Hz,PSRR=-90dB;
蓝点标示处input floating,Vdd=3.6V,f=1KHz,PSRR=-75dB。
2、总谐波失真+噪声(THD+N):
a)LM4889(THD+N):红点标示处PO=0.4W, THD+N=0.2%。
b)NCP2890(THD+N):红点标示处PO=0.4W, THD+N=0.007%。
c)tpa2005d1(THD+N):红点标示处PO=0.4W, THD+N=0.17%。
3、输出功率(Po):
a) NCP2890(Po): 红点标示处V=3.3V, Po=0.55W。
b) tpa2005d1(Po):红点标示处V=3.3V, Po=0.5W。
4、关断电流(Isc):
a)tpa2005d1(Isc):红点标示处shutdown voltage=GND,I(sc)接近0。
5、效率(Efficiency):红点标示处RL=8ohm,Vp=3.6V时D类放大器的效率为84%;
蓝点标示处RL=8ohm,Vp=3.6V时AB类放大器的效率为62%;
三、在手机工作条件下各个功放的参数比较:
条件:Vp = 3.3 V, RL = 8.0,AO=2,还有一些特殊的地方专门指出。
1、AB类放大器LM4889和NCP2890:从比较结果来看NCP2890-D在抗电源干扰、功率、失
真、效率等方面都要略优于LM4889。
2、D类放大器tpa2005d1相比于AB类放大器LM4889和NCP2890来说,失真更低,效率更
高。
四、总结:
在手机音频的功放选择中,AB类放大器是模拟放大器中效率较高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好的一类,得到了很广的应用,但同时AB类放大器之间也有差异,在选型中应该尽量采用效率高,功耗低,各方面更具有优势的功放以提高竞争力。
D类放大器在PSRR方面做得比较好,抗干扰性能要优于AB类放大器,而且由于效率较高,长时间工作时更省电,如果在容许的条件下建议使用D类功放。