幾種實用數字功放集成電路

　　數字功放是一種新型器件，IC廠商自然不會放過這一商機，相繼推出了各具特色的數字功放產品。下面簡要地介紹一些有代表性的器件。

　　TA2022是Tripath生產的模擬輸入立體聲集成化調制器和輸出級。它的與眾不同之處在于，其調制器采用擴頻開關模式，而不是固定的頻率，因此公司稱為“T類”放大器。該器件在±25電源電壓下，每個通道在8Ω負載上可輸出25W功率，空閑損耗功率測得為3.4W。TA2022在25W時具有0.015%THD；60W時上升為0.1%。它封裝在SSIP-32塑料封裝中，需外加散熱器。

　　Cirrus Logic CS44210是一個D類控制器，它與一對IR公司的IRCS8001橋式驅動器配合使用。4421O可有3路串行數字音頻輸入，內置多路開關和主接口，采用TSSOT-24封裝。IRCS8001橋式驅動器采用SOIC-16封裝，每個驅動4個IRC8101 MOSFET全橋結構，或2個IRC8102 MOSFET半橋結構，在8Ω揚聲器上獲得50W功率。放大器THD在1KH z,1W時為0.01%；滿功率時為0.1 % 該放大器組合能獲得良好的立體聲效果。

　　直接數字放大(DDX)是Apoget Technolog研發(fā)的，由STMicroelectronics特許生產的專用集成電路。該器件結合了Apogee 次微米CMOS技術和ST能將CMOS器件和功率DMOS器件制作在同一芯片上。DDX的阻尼三態(tài)PWM方案還進一步提高了效率。典型DDX放大器的效率比D類放大器高20%，是AB類放大類的300%。芯片內控制處理功能執(zhí)行基本DDX調制以及其它環(huán)繞聲、音調和音量控制的DSP基信號處理功能。目前商品化器件包括STA304A控制器和兩種功放；STA500(2×30W)和STA505(2×50W)。STA304A可將2個IIS或S/PDIF格式串行數字輸入變換為5通道驅動功放的數字信號，嵌入式軟件則添加諸如均衡化等其它功能。由于芯片效率極高，STA500組裝在Power S036內，兼?zhèn)浔砻嫣b和功率容量的優(yōu)點。

　　TI公司的真正數字功放(TDAA)由TAS5010  PCM-PWM調制器和TAS5100數字功放組成。該系統(tǒng)接受串行PCM數字音頻流并變換成3.3V PWM音頻流，然后放大成大信號PWM，再經解調后驅動揚聲器。TAS5010是基于Equibit技術創(chuàng)新的、高性能、經濟實用的24位立體聲PCM-PWM調制器。該器件有多種串行輸入格式選擇：包括左對齊、右對齊、IIS或DSP數據格式，并與AES標準取樣速率完全兼容，還可提供去加重功能。5010內部還有一個數字內插濾波器，將音頻數據以2倍、4倍或8倍(取決于取樣速率)上取樣至352.8KHz或384KHz，這個速率就是TDAA內部取樣速率。Equibit調制器則將上取樣信號變換為同頻率PWM信號，調制器采用完善的專利校正算法來補償非線性，提高系統(tǒng)的整體性能。TAS5100是單通道PWM功率音頻器件，它由集成柵驅動器、4個匹配的又電氣上隔離的增強型N溝功率DMOS晶體管組成，內置保護電路和故障告知電路。由上述二個器件組成的TDAA系統(tǒng)的動態(tài)范圍大于93dB；TDH小于0.08%(1KHz、6Ω負載、1W~30W RMS)；在8Ω負載上的功率效率大于90%。

　　數字功放實用化技巧

　　盡管D類放大器有很多優(yōu)點，但它自身也存在一些固有的問題，在實際使用時要正確應對。請不要忘記這一基本事實，即D0在放大器是脈沖工作的，對電源質量更為敏感。電源在提供快速變化的電流時不應產生振鈴波形或使電壓變化。這就要求貯能電容具有極低的有效串聯電阻(esr ),因為任何寄生電阻或電感都會阻止存貯電荷快速轉移。在電解電容上并聯一個小型低esr電容也是無濟于事的，因為輸出功率是在短時間內突然轉移的，所有并聯電容都要求有極低的esr。采用開關電源可能是解決問題最有效的方法。這類電源通常工作在較高頻率，且?guī)в锌焖俚膬戎秘撦d，無需后接線性電壓穩(wěn)壓器，高頻率有助于減少貯能電容，不僅如此，開關電源的效率比線性電源高，能降低冷卻的要求。

　　D類放大器另一個常見的問題是電磁干擾(EMI)。所有連接在輸出級的PCD銅走線和電纜都攜帶著高頻大電流，其作用猶如一個天線。減少EMI最簡便的方法是讓這些連接盡可能地短，有條件的話，電源和輸出級應安置在同一PCB上。揚聲器更不好處理。倘若系統(tǒng)設置了內置揚聲器，短揚聲器電纜是克服EMI的有效手段，還能降低成本。如果揚聲器是外置的，電纜長度已超出了設計者所能控制的范圍，輸出級設置低通濾波器是必不可少的。

　　低通濾波器會帶來又一個權衡考慮，低截止頻率不僅抑制EMI，也會衰減音頻帶的高端成分，高階濾波器能滿足上述要求，但成本過高又讓人接受不了，特別是濾波器電感，它要有高品質鐵芯才不致于電磁飽合。數字揚聲器均衡器提供一種解決方案。當它程控為三重音提升時，有可能采用低截止頻率的低階可重構濾波器，且仍能在音頻范圍保持平坦的頻率響應。對384KHz速率的PWM信號，為了防止三重音衰減，濾波器截止頻率約需45KHz。對EQ三重音提升，截止頻率可低至30KHz。EMI則可降低7dB?！?東華)