ADI高效率D\G類放大器的特性和優(yōu)勢
ADI高效率D\G類放大器的特性和優(yōu)勢
本文將介紹 ADI 可提供高效率和大音量輸出的 D/G 類放大器。
什么是 D/G 類放大器?
D/G 類放大器是一種 D 類放大器,能夠根據(jù)信號電平在兩個電源電壓之間切換。當音量低時,它以低電壓運行;當音量高時,以高電壓運行,從而優(yōu)化功耗。這樣可以在待機或低音量播放時保持低功耗,同時實現(xiàn)大音量播放。這一特性在智能音箱中需求尤為突出。

圖1 D/G 類放大器高性能表現(xiàn)
D/G 類放大器的特性
根據(jù)信號電平切換電源電壓:此功能可大大降低待機功耗,既可節(jié)能性能,又能實現(xiàn)大音量播放。
實時 IV 傳感:內(nèi)置 IV 感應電路,可以實時監(jiān)控揚聲器電流和電壓,這樣可以保護揚聲器并改善系統(tǒng)的聲學效果。
Hi-Fi 音質(zhì):它實現(xiàn)了超過 110dB 的高動態(tài)范圍和低噪聲,能夠忠實地再現(xiàn)細膩而有力的音頻,滿足高保真設備的需求。

圖2 D/G 類放大器的特性
ADI 兩大熱門 D/G 類放大器
[MAX98396]:寬功率范圍、超聲兼容、帶 IV 感應的 20V D/G 類放大器
MAX98396 為高效、單聲道 DG 類揚聲器放大器,具有業(yè)界領(lǐng)先的超低靜態(tài)功耗,提供 I/V 檢測、防掉電引擎 (BPE) 和動態(tài)裕量跟蹤 (DHT)。支持 20W (8Ω,19V)、19W (4Ω,14V) 和 60W 峰值輸出 (4Ω,19V)。它支持高分辨率播放和超聲波輸出,是智能音箱和小型音頻設備的理想產(chǎn)品,在市場上具有豐富的應用案例。其超聲波輸出可實現(xiàn)智能音箱等設備的占用檢測和手勢控制功能。下圖 (圖3) 為 MAX98396 功能框圖:

圖3 MAX98396 功能框圖
特點
DG 類放大器架構(gòu) (電源軌:VBAT 和 PVDD)
用于回放和 IV 感應路徑的寬帶濾波器
支持超聲波應用
防掉電引擎 (BPE)
用于電路測試的音頻發(fā)生器
輸出速率控制 (AEL) 和擴頻調(diào)制 (SSM),用于降低 EMI 和無濾波器作
在功率波動 (DHT) 期間動態(tài)優(yōu)化動態(tài)余量,提供壓縮器和限制器功能
主要規(guī)格
寬輸入功率范圍:3V~20V
輸出電流限制:6.2A (最小值)
靜態(tài)功耗 (DG 模式)
12.7mW (VPVDD=12V, VVBAT=3.8V)
18mW (VPVDD=19V,VVBAT=5.0V)
采樣率:8kHz~192kHz
輸出
-60W 峰值 (4Ω,VPVDD=19V)
-20W (8Ω,VPVDD=19V)
-19W (4Ω,VPVDD=14V)
輸出噪聲:15.5μVrms,A 加權(quán) (DG 模式)
超聲波信號的音頻處理旁路
[MAX98397]:兼容 28V、IV 感應、帶防掉電功能的 D/G 類放大器
MAX98397 是一款高效率、單聲道 DG 類揚聲器放大器,具有業(yè)界出色的靜態(tài)功耗,集成了揚聲器電流和電壓檢測 (IV SENSE)、掉電保護引擎 (BPE) 和動態(tài)裕量跟蹤 (DHT) 功能。MAX98397 是最新型號的 D/G 類放大器(截至 2024 年 9 月)。它可以處理 42W (8Ω,19V)、26W (4Ω,16V) 和 100W (8Ω,28V) 的峰值輸出,同時也支持高分辨率播放和超聲波輸出。
MAX98397 基本配置與 MAX98396 相同,但可以實現(xiàn)更大的輸出,它可以應用于立體聲揚聲器 (如條形音箱) 和更專業(yè)的音頻產(chǎn)品。下圖 (圖4) 為 MAX98397 功能框圖:

圖4 MAX98397 功能框圖
主要規(guī)格
寬輸入功率范圍:3V~28V
靜態(tài)功耗 (VVBAT =3 .8V,VPVDD = 20V):21mW
輸出噪聲:21.5μVrms,A 加權(quán)
輸出電流限制:8.0A (最小)
效率
-83% (1W/8Ω)、93% 峰值 (8Ω,VPVDD=24V)
-81% (1W/4Ω)、 90% 峰值 (4Ω,VPVDD=24V)
輸出
-100W 峰值 (4Ω,VPVDD=28V)
-42W (8Ω/VPVDD=28V/THD+N=1%)
-26W (4Ω/VPVDD=16V/THD+N=1%)
采樣率:8~192kHz
D/G 類放大器型號對比
下表對比了主要 D/G 類放大器型號的關(guān)鍵規(guī)格,供各位工程師選擇合適的產(chǎn)品參考。

表1 D/G 類放大器型號的關(guān)鍵規(guī)格
ADI D 類音頻放大器的通用功能
ADI 的音頻放大器集成了多種技術(shù),可降低噪聲并保護音質(zhì)。以下是它的一些主要功能:
一、降噪功能
此功能可降低數(shù)字放大器固有的 EMI 輻射,并實現(xiàn)無濾波器運行,普遍應用于 ADI 所有 D 類放大器中。
SSM (擴頻調(diào)制)
為了實現(xiàn) PWM 的開關(guān)輸出,內(nèi)部生成的基準波的周期在每個周期中略有變化,這會分散集中在開關(guān)頻率及其諧波中的能量。
AEL (主動輻射限制)
輸出 FET 的上升和下降時間越短,效率越高,但從電磁干擾 (EMI) 輻射的角度來看并不理想。AEL 通過智能控制邊緣速率,在保持效率的同時大幅降低 EMI 輻射。
由于無需噪聲濾波器,可簡化電路設計。使用較少元件即可構(gòu)建緊湊型電路,對降低產(chǎn)品成本也具有顯著效果。

圖5 SSM 和AEL 技術(shù)降低 EMI 原理示意圖
二、穩(wěn)定音頻播放功能
當設備溫度上升或電池電壓波動時,以 D/G 類放大器為核心,具備以下保護音質(zhì)的功能,這些功能共同確保了穩(wěn)定可靠的音頻播放體驗。
熱折返
當設備超過設定溫度時,衰減器會激活并自動調(diào)整輸出電平。此機制可抑制器件的溫升,從而避免了由于熱關(guān)斷而導致的輸出中斷。
DHT (動態(tài)余量跟蹤)
此功能可自動優(yōu)化電源電壓波動的余量。在電池電壓下降等情況時進行動態(tài)控制,以防止輸出波形的削波,抑制失真,并保持穩(wěn)定的音質(zhì)。

圖6 熱折返與 DHT 功能保障穩(wěn)定播放示意圖
ADI 音頻放大器產(chǎn)品陣容
ADI 提供豐富的音頻放大器產(chǎn)品線供您選擇。除了本文介紹的產(chǎn)品外,還有更多型號可選。下圖 (圖7) 展示了 ADI 音頻放大器主要產(chǎn)品系列:

圖7 ADI 音頻放大器主要產(chǎn)品系列
應用實例
智能音箱
條形音箱
總結(jié)
主要介紹了 ADI 可提供高效率和大音量輸出的 D/G 類放大器的特性、代表型號及其優(yōu)勢。除此以外,還為大家介紹了 ADI D 類音頻放大器兩大通用功能:降噪、穩(wěn)定音頻播放,以及 ADI 音頻放大器產(chǎn)品陣容。
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