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PSRR:封閉及開放迴路 D 類放大器的現況

上網時間: 2010年01月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:封閉迴路  D 類放大器  PSRR 

播放音訊時,供電雜訊會與內送音訊相互混合/調變,而整個音訊頻帶會產生程度不一的失真狀況,BTL配置本身的抵消作用再也無法消除其中的雜訊,業界稱此為互調失真(IMD)。IMD是兩個以上不同頻率的訊號混合後所產生的結果,而且一般來說,所形成的訊號頻率不會是其中一種訊號的諧波頻率(整數倍數)。

在繼續探討如何因應PSRR測量的缺陷之前,首先談論一下回饋。從前文的論述中,應該不難察覺到D類放大器本身有電源雜訊方面的問題,若不進行反饋,這將成為一個重大缺陷(在高階音訊應用中,開放迴路放大器可達到不錯的音質,然而這類放大器一般都具備相當穩定、高效能的電源,而且成本也相當高,因此不能相提並論。)若要補強對供電雜訊的敏感度,設計人員可以設計一個電源已經過良好調節的系統,不過成本會增加,又或者是使用具有反饋的D類放大器(也稱為封閉迴路放大器)。

在現今的消費性電子產品市場中,大多數的類比輸入D類放大器都採用封閉迴路。然而,其中的數位輸入I2S放大器有其缺陷。I2S放大器透過數位匯流排直接連接於音訊處理器或音訊來源,由於免除不必要的數位類比轉換,因此可降低成本,並提升效能。但是,如今市場上的封閉迴路I2S放大器並不普遍,因為要建立反饋迴路來進行PWM輸出取樣並且與內送I2S數位音訊串流(digital audio stream)相加總是相當困難的。在類比反饋系統中,通常是類比輸出與類比輸入相加總,因此較為簡易可行。然而,隨著I2S市場的演變,大多數的I2S放大器都採取類比輸入放大器的做法,並採用反饋架構。

顯然PSRR不是測量BTL D類放大器供電抑制的有效方法,那麼應該怎麼做?現在回頭談談互調這個名詞。設計人員需要測量在播放音訊時所產生的互調失真及其對應的THD+N配置。在開始之前,讓我們先回顧一下SE架構。在SE架構中,不論是AB類、D類或Z類,都沒有BTL架構的抵消作用,這是因為喇叭的其中一端連接放大器,另一端則接地。因此,對於AB類或D類放大器而言,在SE架構中,傳統的PSRR測量都能夠確實指出供電雜訊抑制的情形。

在進行實驗後便能取得一些數據,而藉由下列一系列測量所得的數據,則可分析和比較開放迴路及封閉迴路I2S放大器的電源鏈波IMD。數位1kHz音調注入放大器的輸入,而100Hz的500mVpp鏈波訊號則注入電源供應。透過音訊精準度內建於FFT的功能可取得差動輸出的FFT,進而進行觀測IMD。

圖3顯示封閉迴路I2S放大器的IMD測量,注意其中的1kHz輸入訊號以及幾乎不存在的旁波帶(sideband)。反饋迴路正有效地抑制互調失真。

圖3:TAS5706封閉迴路互調曲線圖。<p>
圖3:TAS5706封閉迴路互調曲線圖。

圖4:開放迴路互調曲線圖。
圖4:開放迴路互調曲線圖。


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