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音頻放大器跟隨小型化趨勢

編輯:常州AG8亚洲集团五金製品有限公司  字號:
摘要:音頻放大器跟隨小型化趨勢
對於音頻功率放大器而言,D類放大器由於其輸出波形與PWM相同(開關式),因而存在著EMC/EMI的問題(例如對FM形成幹擾)。目前的解決方式可以是加入電感,但電感會增加物料成本。因此,如何去掉電感或是使用更便宜的磁珠,而又能通過EMC/EMI規範並有效提供係統可靠性,將是未來的主要課題。

茂達(Anpec)公司技術行銷經理張森琳表示,由於節能的趨勢,AB類放大器未來可能會消失在市麵上,被D類放大器所取代。在小功率方麵,由於D類技術的進步和工藝的成熟,單一獨立的D類放大器會逐漸被集成到主芯片或SOC中。因此,獨立的放大器在未來會越來越少。在大功率方麵,由於高壓工藝集成不易,所以仍會是以單一的D類放大器為主。

AB類和D類放大器目前在性能上還存在一些差距,因此,未來D類放大器會逐漸走向閉環的架構,拉近其與AB類放大器的性能差距。D類放大器也會走向數字信號的輸入方式。音頻電路設計的主要考慮是PCB布局和抗幹擾的問題。

矽諾(Mixinno)微電子公司總經理吳祖恒認為,音頻放大器市場前景非常廣闊。消費類電子設備發展趨勢是輕小便攜。音頻放大器的技術發展趨勢必定會跟隨這一主流的產品發展趨勢,尤其是便攜式音響類產品。為了讓產品更輕小並能保持更長時間的播放,對音頻放大器的效率要求就會更高。

吳祖恒表示,與其他一些公司不同,矽諾微電子沒有介入音頻放大器的低端市場,而是利用技術優勢和對市場的理解以及客戶現在和未來的需求,創造更高價值的音頻放大器。他指出,"當一款SOP8封裝AB類功放的終端售價在0.2元甚至更低時,其品質絕對是一個問題!"矽諾微電子音頻放大器主要定位在中、高端市場,提供產品門檻相對更高的D類和F類功放。

很多人認為,D類功放就和DC/DC一樣,完全是個PWM開關控製電源。但如果真正了解D類功放就會發現,僅SNR這項指標,國內甚至國外能將D類功放做到98dB的公司就屈指可數。但矽諾微電子經過多年的技術沉澱,多次的經驗積累,掌握了這一技術。

"茂達的放大器與國外大公司相比較,性能並不遜色,而在服務與價格方麵卻提供了更大的彈性與競爭力,"張森琳表示。在爆破聲(POP噪聲)的防治上麵,茂達的芯片已經能夠與世界級大廠的技術同步。茂達提供了完整的放大器產品線,從線路驅動器、耳機驅動器到AB類、D類放大器等各式需求均能滿足。並持續開發新的技術,例如自動增益控製(AGC)、零點交叉、無濾波器和數字信號輸入技術等。

APA316X功放係列是茂達公司針對電視放大器市場所推出的產品(圖1)。該係列采用數字輸入,內置7段揚聲器(EQ)與動態範圍控製(DRC),可以符合一般調整需求與保護喇叭的要求。APA2171功放采用單一的3.3V電源,可以提供2Vrms輸出。該產品輸出無需外加電容,因此,低頻響應較傳統架構會好很多。APA2603A/B係列功放提供了64階直流音量調整,可以輸出2.5W/4Ω/5V信號。該係列內部集成了AGC,可以保護喇叭,避免喇叭在過大的輸入信號時發生燒毀。

矽諾微電子在2011年推出F類功放創新產品。該公司在麵對PWM模式的D類功放會幹擾FM係統的難題時,從應用的角度推出了創新的F類音頻放大器(圖2)。經過兩年多的市場推廣,F類音頻放大器終於得到市場認可。

F類功放係列經過兩年的研發,無論在品質和創新方麵都有提升。目前矽諾微電子已經完成單路、立體聲3W係列產品的量產,5W產品也將在今年第四季度量產。F類音頻放大器已經被主流品牌客戶廣泛接受和采用。雖然F類比AB類、D類音頻放大器貴,但它卻具有高效率的優勢,可以提升2~4倍的電池續航能力。這樣在保證播放時間不變的情況下,F類功放可以減少電池容量,從而節省音箱係統的整體物料成本。

矽諾微電子已量產高性能5W D類放大器,正式進軍2.1有源音箱領域,目前已有麥博音響開始試樣。該公司第四季度還將推出輸出功率在5~6W的F類功放MIX2009.該創新產品會為競爭激烈的小音箱產品,特別是擴音器產品提供一次技術升級,並有機會成為藍牙音箱的主流產品。

高性能運放追求低功耗、高精度

運算放大器產品是一個不斷湧現出更新需求的領域。從工藝參數(比如低頻噪聲參數),到高壓、高精度的設計架構,再到運放單位增益穩定性及頻響曲線的平滑度等等,無時無刻不在挑戰模擬設計人員做出不斷的創新和產品優化設計。

帝奧(Dioo)微電子公司銷售/市場營銷副總裁鄧少民認為,高性能放大器正在向低功耗、低噪聲和高精度方向加速發展。隨著智能手機、外設電量檢測和家用醫療市場的發展,高性能放大器將會出現強大的市場需求,主要體現在以下三個方麵:

智能手機大容量電池對電量檢測精度的要求,激發了基於電流檢測的高精度運放市場。這勢必將取代基於電壓檢測電量的傳統檢測電路。安全家居市場(比如一氧化碳和煙霧檢測傳感器)將推動低電壓(低至1.4V)、低功耗(低於1μA)的高性能運放市場。傳統的運放由於工作電壓大於2.7V以上,已經不能滿足該市場的需求。醫療市場特別是手持醫療設備(如血氧儀、血糖儀和運動手表等產品)將日益普及到家庭應用(圖3)。低功耗(mA級)、超低輸入偏差(Vos<1mV)、高壓擺率(slew rate)的運放市場,將會得到很大的增長並滿足產品設計的全帶寬要求。在這類應用中,基於CMOS設計的超低輸入偏置電流的產品將取代基於雙極型設計的運放產品。

帝奧微電子的運算放大器產品涵蓋了從低功耗到高帶寬、高精度的全係列產品。得益於低功耗設計專利技術,其大部分運放產品的功耗都低於競爭對手50%以下,同時所有產品的ESD性能(HBM模式)均達到8kV水平,CDM模式則達到2kV.帝奧微電子的運放最低可以工作在1.2V,功耗隨電源Vcc改變發生的變化很小。同時,該公司運放的偏置電流都非常低(幾個pA),在很多需要采用電流采樣的傳感器場合中,可以直接實現電流到電壓的轉換。

帝奧微電子的音頻運放產品DIO2113和DIO2112的諧波失真典型值為0.0006%,提供1.8×1.8mm的超微小封裝。同時,超低的輸入偏差常值(Vos<1mV)保證了產品上電噪聲幾乎可以忽略不計。而市場某些競爭對手的偏差則高達5mV.

音頻運放有別於功放。它的功率輸出較小,主要用在音頻線路輸出中。其負載主要是600Ω至10kΩ的負載,輸出擺幅大於3V RMS.而功放的負載則為喇叭(如8Ω、4Ω)等,一般輸出電流較大。在輸出功率方麵,目前手持設備市場對功放的需求通常在1W以上,家用電器則會達到10W以上。
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