作為物聯(lián)網(wǎng)率先落地的細(xì)分領(lǐng)域，智能家居勢頭依舊如火如荼。行業(yè)巨頭的競相入場，也讓智能音箱成下一個(gè)風(fēng)口，但是，再智能的音箱也需要好音質(zhì)~今天小編就跟你聊聊好音質(zhì)的核心——音頻放大器，特別是其中的翹楚D類音頻放大器。
D類音頻放大器
眾所周知，D類音頻放大器正在迅速成為專業(yè)和家庭音頻和視頻系統(tǒng)的首選解決方案，而英飛凌致力于提供一整套全面的分立和集成IC產(chǎn)品組合，以簡化高效率D類放大器設(shè)計(jì)，其中包含數(shù)字音頻驅(qū)動(dòng)器，D類音頻MOSFET以及將數(shù)字音頻控制器IC和MOSFET集成在緊湊型PQFN封裝中的PowIRaudio™集成電源模塊。是時(shí)候讓小編帶你了解一下英飛凌D類音頻放大器的“前世今生”了~
什么是D類音頻放大器？
音頻放大器一般分為線性放大器和開關(guān)放大器，A，B，AB以及C類等線性放大器都是工作在開關(guān)的線性放大區(qū)。而開關(guān)放大器則在開關(guān)全開或者全關(guān)時(shí)運(yùn)行，D類音頻放大器正是開關(guān)放大器的一類。
工作原理
D類音頻放大器使用MOSFET作為全能的開關(guān)以消除功率損耗，為了使放大器只有導(dǎo)通或者關(guān)斷的狀態(tài)，D類放大器使用PWM信號(hào)傳達(dá)放大信號(hào)和音頻信號(hào)。PWM體現(xiàn)的是導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間與模擬值的比例，MOSFET通過調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
脈沖產(chǎn)生模塊通過比較器和載波信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為PWM信號(hào)，PWM信號(hào)具有與輸入音頻信號(hào)成比例的瞬時(shí)平均值，輸出級(jí)構(gòu)建了與比較器輸出相同形狀，但幅值為電源電壓的PWM，這是D類放大技術(shù)的核心。因?yàn)镻WM的平均值代表音頻信號(hào)，只需使用低脈沖過濾器就能消除載波信號(hào)，提取向揚(yáng)聲器反饋的放大音頻信號(hào)，整個(gè)設(shè)置將僅在導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)時(shí)使用功率器件。
D類音頻放大器工作原理
D類是目前適用范圍最廣的放大器類型，使用實(shí)例包括筆記本電腦，條形音箱，音樂放大器，汽車音響等。
D類的“優(yōu)秀”，不比較不知道
下圖左側(cè)是典型的100W+100W 立體聲AB類放大器，尺寸為7*8英寸。
眾所周知，一方面，音頻放大器的市場趨勢走向尺寸更小，通道更多，功耗更低，而使用傳統(tǒng)AB類音頻則無法達(dá)到新的能源星級(jí)規(guī)范要求的較高效率。另一方面，功率器件技術(shù)的巨大進(jìn)步，使得在導(dǎo)通電阻僅幾毫安的情況下，就能精確地重現(xiàn)PWM信號(hào)，得益于兩者的結(jié)合造就了高效的D類音頻功率放大器。
從上述例子可以看出，100W+100W 立體聲AB類放大器，可以對標(biāo)為無需使用散熱器，信用卡大小的D類音頻放大器。因此，D類音頻放大器可以造就新型的音頻產(chǎn)品。作為一種創(chuàng)新產(chǎn)品，D類音頻放大器使音頻系統(tǒng)更加時(shí)尚、方便。
應(yīng)用？無處不在！
環(huán)顧周圍，你會(huì)發(fā)現(xiàn)D類音頻放大器無處不在，只是大小不同而已：
叫你起床的鬧鐘，手機(jī)擴(kuò)展塢，或者智能手機(jī)，所有的聲音都是通過D類放大器驅(qū)動(dòng)發(fā)出的；
開車上班時(shí)，車上廣播或者老CD播放出的聲音，也是通過D類放大器發(fā)出的；
打開工作間或者打開筆記本電腦的那一刻，你就打開了D類放大器產(chǎn)品，它以各種形式存在于我們的生活中。
小編按照通道功率從低到高的順序列出一些最終應(yīng)用示例，如上圖所示：
在20W以下，D類放大器廣泛出現(xiàn)在智能手機(jī)、筆記本電腦、臺(tái)式電腦、便攜式藍(lán)牙音箱上；
從20W到50W，比較常見的示例包括擴(kuò)展塢，入門級(jí)條形音箱和便攜式揚(yáng)聲器音箱；
50W及以上則包括高端條形音箱，低音炮和樂器放大器，原裝音頻，Mini Compo和功率揚(yáng)聲器。
英飛凌D類放大器？
英飛凌的D類放大器解決方案結(jié)合高級(jí)高壓控制器和同類最優(yōu)的MOSFET開關(guān)，針對以高功率、高效率、高級(jí)音頻性能和可擴(kuò)展設(shè)計(jì)為主的應(yīng)用。因此，英飛凌的D類放大器解決方案專注于中高功率應(yīng)用，在100W以上的應(yīng)用中廣受歡迎，現(xiàn)在也也常見于50W~100W的應(yīng)用中。
若要論細(xì)分市場，英飛凌目前則專注于3個(gè)市場：家用音響，專業(yè)消費(fèi)者和汽車音響。
據(jù)此，英飛凌主要提供兩種D類產(chǎn)品：即分立和集成解決方案：
01
分立解決方案
我們首先看分立解決方案的產(chǎn)品，在系統(tǒng)框圖中，控制器集成電路側(cè)分1,2,4通道，可以形成不同的通道數(shù)量，MOSFET級(jí)有60V及以上的MOSFET，RDS（on）為30~90mΩ，每個(gè)通道100W以上。在英飛凌并購IR的基礎(chǔ)上，OptiMOS™增加了較低的RDS（on），采用了更高的功率范圍，提高了效率。
02
集成解決方案
集成解決方案在一個(gè)PQFN封裝中，同時(shí)包含了控制器集成電路和MOSFET，由于一個(gè)封裝中包含多個(gè)硅片，因此稱之為多芯片模塊MCM。集成解決方案具備分立式解決方案的所有優(yōu)點(diǎn)，例如同類最佳效率，消除了對散熱器的需求，穩(wěn)健的電壓承載能力和輸出功率的可擴(kuò)展性等。此外，目前集成解決方案每個(gè)通道都高達(dá)150W，隨著硅技術(shù)的發(fā)展，集成解決方案的功率范圍也會(huì)隨之提高。
英飛凌不同集成程度的D類放大器產(chǎn)品組合
系統(tǒng)了解了英飛凌的D類音頻放大器后，小編幫你順便從技術(shù)角度概括出英飛凌D類放大器解決方案的2大優(yōu)勢：
1. 高壓集成電路處理；
2. 同類最優(yōu)的中高壓MOSFET，具備最佳品質(zhì)因數(shù)有助于減少熱量耗散，因此客戶可以減少散熱器成本，或者根本不需要散熱器。
總之，高功率、高效率、卓越的音頻性能和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)始終是英飛凌D類音頻放大器帶給客戶的核心價(jià)值. |
