耳機放大器架構(gòu)設(shè)置全新解決方案(一)
伴隨DVD、MP3、MP4、智能手機等越來越多的便攜式音頻設(shè)備的出現(xiàn),這些設(shè)備的電路板設(shè)計空間越來越不足?,F(xiàn)今,根據(jù)特定功能設(shè)計解決方案的尺寸,在預(yù)期功能的條件下將需要的組件數(shù)量降到最低,顯得越來越重要。將音頻信號傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/耳機">耳機,一直以來都使用DC 阻隔電容,除此之外,其他替代的解決方案,不是有先天的限制,就是過于簡單化而不切實際需求,不被市場認可與接受。
本文特別著重在耳機放大器架構(gòu),除了說明其優(yōu)缺點,也介紹全新的解決方案,該解決方案可解決某些耳機放大器架構(gòu)所造成的問題。
不同的耳機放大器配置
不采用大型 DC 阻隔電容驅(qū)動耳機的其中一種傳統(tǒng)方法,是將連接器的接地接腳偏移到中軌,也就是 VDD/2 (VBIAS)。由于大多數(shù)消費性耳機放大器都是單一供應(yīng)電源,因此,要達到良好的動態(tài)范圍,唯一的方法是以 DC 將音頻偏移到 VDD/2,使信號能擺蕩到接地及 VDD。由于接地接腳連接 VDD/2,因此其中主要的缺點是,只要連接 到Hi-Fi 放大器或以電源驅(qū)動的喇叭等接地為真實接地 (亦即 0V) 的外部設(shè)備,就會造成接地回路問題,并引發(fā)不必要的噪聲或設(shè)計問題。
圖 1. 含偏移接地套管的輸出單端耳機放大器
如圖 1 所示,最傳統(tǒng)的耳機放大器架構(gòu)是含 DC 阻隔電容的單端放大器。
圖 2. 含 DC 阻隔電容的單端耳機放大器
從中可看出,耳機驅(qū)動的輸出偏移到 VDD/2 (VOUT),而音頻從 VDD 擺蕩到接地。其中需要 DC 阻隔電容,才能將移除此偏壓,讓訊號在接地周圍有效擺蕩,也就是在 –VDD/2 至 +VDD/2 之間擺蕩。此架構(gòu)的優(yōu)點是能夠使用標準的耳機接孔,然而,這類方法的主要問題在于低頻率響應(yīng)。耳機阻抗一般是 16Ω 或 32Ω,而輸出電容及耳機喇叭阻抗兩者會形成高通濾波,其截止頻率為 3dB,如等式 1 所示:
?。ǖ仁?1)
截止頻率必須在耳機的音頻頻帶范圍內(nèi),此頻帶會因制造商的不同而有所差異,但一般的范圍是 20Hz 至 20kHz 之間。為了不使低音頻頻率衰減,高通濾波的截止頻率至少必須大約是 500Hz 以下。
將等式 1 改寫為等式 2,即得出:
?。ǖ仁?2)
對于 100Hz 的截止頻率及 16Ω 的耳機喇叭阻抗,電容必須是 110μF。對于需要小體積尺寸的情況而言,這會造成電容值及實體尺寸過大,而且使得成本過高。許多工程人員只能改用 22μF 的較小電容,不過這會影
電子管相關(guān)文章:電子管原理
評論