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单端数字放大器设计指导

资料介绍
单端数字放大器设计指导
单端数字放大器设计指导
数字放大器最大优点之一是其具备设计复用的数字数据通路的灵活性。因为信号在到达
扬声器之前是保持在数字域的,所以在信号路由方面具有更大的灵活性。这种灵活性同
时也能处理开发过程中和生产过程的填料选择和/或固件变更。数字放大器有一个被称为
单端工作的常规模式。本文描述了单端设计基础和工程相关的权衡考虑。
通常,数字放大器具有两级架构。如图1所示,脉冲宽度调制(PWM)处理器后紧随着功率
级。逻辑级的PWM处理器通常接收IIS格式的音频数据。它执行音频处理并将脉冲编码调
制(PCM)数据转换成PWM数据。一般情况下,通过I2C总线控制PWM处理器以改变音量、语
音控制或诸如均衡等其他音频处理功能。大多数PWM处理器还具有另一个主要特征,即能
改变信号路由,甚至是在运行过程中。这允许设计者能灵活地设计PCB布线,或允许用户
将音频内容发送到不同的扬声器。功率级将接收到的3.3V
PWM信号转换成高压信号,并通过MOSFET H桥和二阶LC滤波器将其供给扬声器。
包含MOSFET
H桥的功率级如图1所示。这里是将MOSFET用作开关,使得+V电压能通过正/负向跨接到扬
声器。对于将扬声器连接在两个MOSFET半桥之间的大多数立体声功率级而言,桥接负载
(BTL)是标准的配置。单端(SE)是指每个扬声器由单个MOSFET半桥驱动。相对BTL而言,
SE的通道总数是其两倍;但对于特定的输出负载,SE各通道的功率约为其25%。在SE模式
中,当PWM信号为高电平时,接到扬声器上的+V电压是正向的;而PWM信号为低电平时,
表示扬声器接地。
数字放大器的单端工作模式如图2所示,这与线性音频放大器的单端工作并无太大差别。
主要的区别在于重建滤波器(二阶LC滤波器)把PWM信号中的高频成分滤出,而只保留基带
音频信号。直接将音频信号供至扬声器将导致一个很大的直流电压加在……
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