基于RT9119 的家庭版高效能音效放大器設(shè)計(jì)

隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，功率放大器的性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。傳統(tǒng)的線性功放（A、B、AB類）雖然有良好的線性度和THD等性能，但都有共同的缺陷，如效率都低于50%、功耗大，制約其在可攜式產(chǎn)品上的應(yīng)用［1］，而高效率、節(jié)能、低失真、體積小的D類功放應(yīng)用日益廣泛。

D類放大利用的原理為PWM（Pulse Width Modulation），作用方式類似于主機(jī)板上交換式電源概念，即利用數(shù)位頻率波型的疏密來輸出類比振幅的高低大小，頻率密則振幅高，反之頻率疏時(shí)則振幅降低。也因此運(yùn)作模式，D類放大意被稱為數(shù)位式功率放大或數(shù)位功放。

D類放大省略了傳統(tǒng)AB類晶體放大，在做成大功率機(jī)型時(shí)所需的大型變壓器、超大濾波電容，可改以小電容與類似交換式電源供應(yīng)模式（Switching Power）的小型變壓器取代，使得電能可以快速直接地驅(qū)動(dòng)喇叭單體，此運(yùn)作模式提供極高的電能利用率，純理論上是100%運(yùn)用，實(shí)務(wù)上電能利用率也經(jīng)常在80%、90%水準(zhǔn)。

由上述驅(qū)動(dòng)模式即可發(fā)現(xiàn)，D類放大電路當(dāng)然在工作時(shí)不易產(chǎn)生高熱，所以可以免掉占空間的散熱片，此外，由于采用PWM模式，D類放大電路所需的體積，會(huì)比傳統(tǒng)的功率放大線路小了許多，成本也較低，加上低耗熱優(yōu)點(diǎn)，D類放大線路非常適合塞在小空間里。

不過以音質(zhì)的角度檢視，D類放大的缺點(diǎn)是以調(diào)變程序所形成的放大，其結(jié)果必然與原始信號(hào)有些出入，但在一般消費(fèi)性產(chǎn)品的音樂播放上，其品質(zhì)可被接受，甚至在目前的技術(shù)下，D類放大的音質(zhì)越來越好2聲道D類放大器基本上在一個(gè)芯片中包含2個(gè)單通道放大器，可以分別操作2個(gè)聲道Richtek 推出高效能音效放大器RT9119， RT9119是使用I2S界面輸入的高效身歷聲音訊功率放大器，可輸出2x20W功率驅(qū)動(dòng)8Ω BTL揚(yáng)聲器，電源利用效率高達(dá)90%以上，無需使用散熱器材。它內(nèi)建爆裂音抑制功能，可在各種條件下防止揚(yáng)聲器發(fā)出爆裂音。內(nèi)建的保護(hù)電路可提供過熱保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、直流和欠壓保護(hù)等能力，各故障狀態(tài)均有上報(bào)功能。

RT9119是I2S界面上的收端器件，可以接受外來的所有時(shí)鐘信號(hào)。它支援master模式和slave模式，可接受8kHz至96kHz取樣率的輸入信號(hào)。它含有可程控的資料路由設(shè)計(jì)，可將資料導(dǎo)入內(nèi)部揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器使用。

RT9119使用三段式動(dòng)態(tài)回應(yīng)控制設(shè)計(jì)，具有靈活的多頻段雙二階濾波器，可實(shí)現(xiàn)防削頂、功率限制和揚(yáng)聲器均衡等功能。

? 場景應(yīng)用圖
? 產(chǎn)品實(shí)體圖
? 展示版照片
? 方案方塊圖

? 核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 效率可達(dá) 96%
2. 支援 I2S 數(shù)字輸入訊號(hào)
3. 內(nèi)建 Anti-pop 功能避免開機(jī)Pop noise
4. 支援I2S 外部clock source
5. PWM switching 頻率 352KHz or 384KHz依據(jù)取樣頻率調(diào)變
6. 可程式化DRC 過濾器

? 方案規(guī)格

1. 工作電壓范圍：8V至26.4V
2. 20V電源下可推8Ω BTL揚(yáng)聲器2x20W
3. 12V電源下可推8Ω BTL揚(yáng)聲器2x9W
4. 支援雙聲道身歷聲輸出
5. 信號(hào)取樣率8kHz至96kHz
6. 內(nèi)建防爆裂音功能
7. 36個(gè)可程控雙二階濾波器供揚(yáng)聲器均衡使用
8. 可程控動(dòng)態(tài)回應(yīng)控制濾波器系數(shù)，支援多種壓縮比例
9. 內(nèi)建直流阻斷濾波器
10. 具備欠壓鎖定保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)和直流保護(hù)等功能
11. 無需外加濾波器
12. 熱強(qiáng)化的VQFN-28L封裝
13. 符合RoHS規(guī)范，不含鹵素