資料介紹
PSRR:關于開環(huán)閉環(huán)D類放大器
過去,電源抑制比(PSRR)就已成為一種測量放大器抑制電源輸出噪聲性能的優(yōu)異測量方法。但是,由于出現(xiàn)了越來越多的D類放大器,以及其擁有的效率優(yōu)勢,僅僅依靠PSRR作為電源噪聲抑制性能的指示器已經(jīng)遠遠不夠了。相比開環(huán)閉環(huán)數(shù)字輸入I2S放大器的PSRR規(guī)范,這一情況愈加明顯。很多時候,PSRR規(guī)范是一樣的,但當監(jiān)聽低于理想電源的放大器時,很明顯會存在音頻性能差異。本文縱覽了傳統(tǒng)的PSRR測量方法,并解釋了其不能完全捕獲橋接式負載(BTL)結構中D類放大器電源抑制性能的原因,并介紹了一種測量D類放大器中電源噪聲影響大小的替代方法。
要想了解PSRR測量方法無法能夠充分地捕獲電源抑制性能的原因,我們需要回顧到AB類放大器統(tǒng)治消費類音頻電子設備的時代。同今天的情況一樣,AB類放大器一般配置在一個單端(SE)或BTL輸出結構中。實際上,SE AB類放大器擁有分裂軌電源(即±12V)是十分普遍的事,因為電源主要都基于變壓器,而且增加第二個軌的成本也不是特別高。BTL結構更多地用于那些沒有分裂軌電源的音頻系統(tǒng)中。不管是SE還是BTL結構,AB類放大器本身都擁有良好的PSRR,這是因為其基本架構以及通常大大低于電源軌電壓的輸出電平。
就AB類放大器而言,PSRR測量方法可以相對較好地顯示放大器抑制電源噪聲的性能,而就SE結構而言,就需要特別精確的放大器電源噪聲抑制性能(我們后面再展開詳細討論)。我們將時間向前推,便會發(fā)現(xiàn)D類放大器在當時的市場上風靡一時。它們以極高效率的運行改變了市場形態(tài),從而在工業(yè)設計中實現(xiàn)了相當大的創(chuàng)新,特別是在更小的尺寸方面。但是,相比AB類放大器,它們的架構都存在根本的不同,同時它們的輸出結構選擇幾乎只有BTL.
在BTL結構中,D類放大器具有兩個輸出級,其由4個FETS組成(也被稱作全橋接)。而SE D類放大器只有一個輸出級,由兩個FETS組成(也被稱作半橋接)。相比SE結構,BTL輸出結構擁有諸多優(yōu)勢,其中包括給定在電源軌情況下的4倍輸出功率,更好的低音響應,以及卓越的開/關咔嗒和噼噗聲性能。BTL架構存在的一些缺點是您需要兩倍數(shù)目的FET晶體管。這就意味著更大的硅芯片尺寸和更高的相關成本,并且重建濾波器(LC濾波器)成本也要翻倍。在今天的市場中,盡管SE和BTLD類放大器都可以看到,但大多數(shù)還是BTL.
在D類BTL結構中,傳統(tǒng)的PSRR測量方法就無能為力了。要想更好地了解其原因,就需要了解D類放大器的工作原理,以及PSRR是如何測量出來的。D類放大器為開關放大器,其輸出在極高的頻率下(通常為250kHz或者更高)進行軌至軌切換。音頻信號用于脈寬調(diào)制(PWM)該開關頻率(方波)。然后,重建濾波器(LC濾波器)用于從載波頻率提取音頻信號。這些開關架構均極為高效(在一些開關式電源中也采用相同結構),但是相比傳統(tǒng)的AB類放大器它們對電源噪聲更為敏感。仔細思考一下就不難發(fā)現(xiàn):放大器的輸出實質(zhì)上就是電源軌(脈寬調(diào)制),因此所有電源噪聲都直接被傳遞給了放大器輸出。
電源抑制比(PSRR)是一種衡量放大器抑制電源噪聲(即紋波)性能好壞的度量標準。在選擇音頻放大器時它是一個重要的參數(shù),因為低PSRR的音頻放大器一般要求更高成本的電源和/或大去耦電容。在消費類電子產(chǎn)品市場上,電源成本、尺寸和重量都是重要的設計考慮因素,特別是在產(chǎn)品尺寸不斷縮小、價格迅速下跌以及便攜式設計日益普遍的情況下。
過去,電源抑制比(PSRR)就已成為一種測量放大器抑制電源輸出噪聲性能的優(yōu)異測量方法。但是,由于出現(xiàn)了越來越多的D類放大器,以及其擁有的效率優(yōu)勢,僅僅依靠PSRR作為電源噪聲抑制性能的指示器已經(jīng)遠遠不夠了。相比開環(huán)閉環(huán)數(shù)字輸入I2S放大器的PSRR規(guī)范,這一情況愈加明顯。很多時候,PSRR規(guī)范是一樣的,但當監(jiān)聽低于理想電源的放大器時,很明顯會存在音頻性能差異。本文縱覽了傳統(tǒng)的PSRR測量方法,并解釋了其不能完全捕獲橋接式負載(BTL)結構中D類放大器電源抑制性能的原因,并介紹了一種測量D類放大器中電源噪聲影響大小的替代方法。
要想了解PSRR測量方法無法能夠充分地捕獲電源抑制性能的原因,我們需要回顧到AB類放大器統(tǒng)治消費類音頻電子設備的時代。同今天的情況一樣,AB類放大器一般配置在一個單端(SE)或BTL輸出結構中。實際上,SE AB類放大器擁有分裂軌電源(即±12V)是十分普遍的事,因為電源主要都基于變壓器,而且增加第二個軌的成本也不是特別高。BTL結構更多地用于那些沒有分裂軌電源的音頻系統(tǒng)中。不管是SE還是BTL結構,AB類放大器本身都擁有良好的PSRR,這是因為其基本架構以及通常大大低于電源軌電壓的輸出電平。
就AB類放大器而言,PSRR測量方法可以相對較好地顯示放大器抑制電源噪聲的性能,而就SE結構而言,就需要特別精確的放大器電源噪聲抑制性能(我們后面再展開詳細討論)。我們將時間向前推,便會發(fā)現(xiàn)D類放大器在當時的市場上風靡一時。它們以極高效率的運行改變了市場形態(tài),從而在工業(yè)設計中實現(xiàn)了相當大的創(chuàng)新,特別是在更小的尺寸方面。但是,相比AB類放大器,它們的架構都存在根本的不同,同時它們的輸出結構選擇幾乎只有BTL.
在BTL結構中,D類放大器具有兩個輸出級,其由4個FETS組成(也被稱作全橋接)。而SE D類放大器只有一個輸出級,由兩個FETS組成(也被稱作半橋接)。相比SE結構,BTL輸出結構擁有諸多優(yōu)勢,其中包括給定在電源軌情況下的4倍輸出功率,更好的低音響應,以及卓越的開/關咔嗒和噼噗聲性能。BTL架構存在的一些缺點是您需要兩倍數(shù)目的FET晶體管。這就意味著更大的硅芯片尺寸和更高的相關成本,并且重建濾波器(LC濾波器)成本也要翻倍。在今天的市場中,盡管SE和BTLD類放大器都可以看到,但大多數(shù)還是BTL.
在D類BTL結構中,傳統(tǒng)的PSRR測量方法就無能為力了。要想更好地了解其原因,就需要了解D類放大器的工作原理,以及PSRR是如何測量出來的。D類放大器為開關放大器,其輸出在極高的頻率下(通常為250kHz或者更高)進行軌至軌切換。音頻信號用于脈寬調(diào)制(PWM)該開關頻率(方波)。然后,重建濾波器(LC濾波器)用于從載波頻率提取音頻信號。這些開關架構均極為高效(在一些開關式電源中也采用相同結構),但是相比傳統(tǒng)的AB類放大器它們對電源噪聲更為敏感。仔細思考一下就不難發(fā)現(xiàn):放大器的輸出實質(zhì)上就是電源軌(脈寬調(diào)制),因此所有電源噪聲都直接被傳遞給了放大器輸出。
電源抑制比(PSRR)是一種衡量放大器抑制電源噪聲(即紋波)性能好壞的度量標準。在選擇音頻放大器時它是一個重要的參數(shù),因為低PSRR的音頻放大器一般要求更高成本的電源和/或大去耦電容。在消費類電子產(chǎn)品市場上,電源成本、尺寸和重量都是重要的設計考慮因素,特別是在產(chǎn)品尺寸不斷縮小、價格迅速下跌以及便攜式設計日益普遍的情況下。
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