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便携式设备中的无源元件对音频质量的影响
图3所示音频放大器采用了一种新颖的交流耦合方式,它与传统的耦合电路配置相比只需要非常小的耦合电容器。图中输入电容器(C1)的容量仅为0.047μF。因此,我们可以采用电压系数非常低的COG/1206陶瓷电容器这样可以最大限度地降低电压系数的影响。运算放大器(必须采用低偏置电流的放大器,例如MAX4490型)的直流反馈由两个100kΩ的电阻器(R3和R4)组成,C2和R5用来衰减直流反馈环路的音频频率。主要音频反馈元件为R1、R2和C1三个无源元件。根据图中所示的元件值,该电路的-3db截止频率设置在5Hz。

    图3示出一种新颖的输入耦合配置音频放大器允许采用较小容值的COG/1206陶瓷电容器作为输入耦合电容器,以最大限度地降低电压系数的影响,适用于便携式音频放大器。复合反馈环路基本上具有一阶的低频衰减响应,但是它民可以调整为两阶响应的高通滤波器。调整图3中的相关无源元件时需要注意放大电路的过载响应和与之相关的峰值。图示电路具有近似的最大平坦度高通响应。这个电路可以简单运用到伪差分和全差分输入级放大电路设计中。

图4所示是图3音频放大器的频率响应曲线,频率低于10Hz时该电路具有-20db/每10倍频程的衰减,它的-3db截止频率位于5Hz附近。图5所示立体声耳机放大器MAX4410彩了一种创新的专利技术即DirectDrive。尽管采用单电源供电,但其输出直流电平被设置在0V,因此,放大器输出可以采用直流耦合方式直接与耳机连接。DirectDrive技术具有如下的优势:

●不需要采用大容量的(100μF~470μF典型值)隔直耦合电容器,避免了电容器的电压系数所造成的输出音频THD指标恶化。

●图5所示电路具有极低的-3db截止频率,根据输入电容和输入电阻可以计算出截止频率为1.6Hz。如果我们考虑标准交流耦合的16Ω耳机放大器具有同样的1.6Hz的-3db截止频率点,那么,需要的耦合电容器容值为6200μF。因此放大器的低频响应几乎与负载无关。

●节省了大容量的交流耦合电容器也节省了电路板面积。同时,大容量耦合电容器相对于MAX4410需要的1μF和2.2μF的小陶瓷电容器来说,价格也偏高。

● 这种输出架构支持吸入和源出(相对于以地为参考的负载)负载电流。MAX4490放大器内部集成了电荷泵,它产生一个与输入正电源(Vdd)极性相反的负电源(Pvss)。放大器输出电压摆幅将接近2Vdd,是传统单电源交流耦合耳机放大器输出摆幅的2倍。

图5

    图5所示MAX4490典型的立体声耳机放大器应用电路。设置输入电容Cin等于10μF时能够将电容器电压系数的影响限制到亚音频频率,该电路省略了大容量的输出耦合电容器。

在这个例子中,我们只需选择一个合适的输入耦合电容器(包括容量和介质类型)以尽量降低电压系数的影响。如果选定10kΩ的输入电阻器和10μF的输入陶瓷电容器Cin,那么该电路的-3db截止频率等于1.6Hz。

关于大容量电容器,图6给出两种100μF电容器和16电阻器组成的无源高通滤波器的THD+N与频率的关系曲线。在100Hz、-3db截止频率,两种电容器的电压系数均会导致THD指标恶化。100μF的钽电容器在-3db截止频点THD+N指标为0.2%。如果采用MAXIM专有的DirectDrive放大器,因为省略了这个大容易输出耦合电容器,可大大改进低频和音频质量。在图6所示曲线中,MAX4490测试曲线近似等于参考值。

图6所示是两种不同类型的100μF电容器(钽电容器和铝电解电容器),驱动16Ω负载,-3db截止频率等于100Hz。MAXIM专有的DirectDrive放大器省略了这个大容量的输出耦合电容器。


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2008-7-1 17:08:33 阿里旺网店网站联盟