為您的應(yīng)用選取最合適的耳機放大器
摘要:本文介紹了各種用在耳機應(yīng)用中的放大器,并進行了詳細的比較。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/86900.htm關(guān)鍵詞:放大器;耳機;電容耦合放大器;OCL放大器;接地參考放大器
概述
現(xiàn)今市面上的耳機放大器可謂種類繁多,但在選購指南卻很少見到。本文將綜合討論市面上主要類型放大器的優(yōu)缺點,并結(jié)合實際應(yīng)用為放大器選型提出一些合理建議。
耳機放大器輸出概覽
在擴音技術(shù)發(fā)展的早期,耳機已被用來邊走邊聽音樂。經(jīng)過多年的發(fā)展,耳機已基本形成了一個相對通用的配置規(guī)格?,F(xiàn)今差不多所有的耳機都采用一種名為TRS(尖環(huán)套管)連接器的3.5毫米(標(biāo)稱為1/8英寸)三端子連接器。有一少部份的耳機采用比較大的1/4英寸(標(biāo)稱為6.3毫米)格式的TRS連接器。圖1所示為一個TRS連接器,這款連接器的最大特點是可共享性,意即它幾乎可以連接到市面上任何一個音頻或多媒體電子設(shè)備上。
圖 1 尖環(huán)套管連接器
可是,隨著耳機應(yīng)用的日漸普遍,這種共享性也逐漸暴露出了它缺陷:兩個揚聲器要共享一個連接(或接地)?,F(xiàn)今大部份的便攜消費電子設(shè)備都使用一個正電源來供電。而音頻的交流本質(zhì)會迫使電子設(shè)備在電源的單極性與雙極性之間出現(xiàn)某程度的電平移位。
電容耦合放大器輸出
使用單一正電源的耳機放大器很容易就可以通過耦合電容器來驅(qū)動一個有接地參考的耳機。如圖2所示,圖中的雙通道放大器在中間電源被偏置,并且通過一對耦合電容器來驅(qū)動立體聲耳機。
圖2 電容耦合耳機放大器
為這些電容器選擇適當(dāng)?shù)碾娙葜迪鄬唵危捎靡韵碌臄?shù)式計算出來:
其中CMIN是最小的可用電容值, fC是所要求的低截止頻率,ZL是耳機的阻抗。舉例來說,假如所要求的截止頻率為100Hz,負載阻抗是16W,那所需的電容值便應(yīng)為100mF??墒窃趯嶋H的情況中,一般都會選用比標(biāo)準(zhǔn)所需更大的電容值從而確保有足夠的低音響應(yīng),并可將接近截止頻率的失真推至更低。
由于經(jīng)輸出電容器會造成電平移位極性,因此通常都會選用一個極化電容器。即使極化電容器具有很高的C-V密度,它們?nèi)匀皇欠糯笃飨到y(tǒng)中最大的對象,其體積比起連接器本身更大。
雖然標(biāo)準(zhǔn)的運算放大器也可用作電容器耦合耳機放大器,但當(dāng)它在上電和下電時一般都會發(fā)出很嘈雜的 “卡嗒” 或 “啪啪”聲。針對此類應(yīng)用的放大器例如LM48100,具有一個可控的上電和下電程序,能夠有效地消除這種開關(guān)噪聲。
電容耦合放大器無疑是最便宜的耳機放大器IC。雖然由放大器省回來的成本會某程度地被耦合電容器抵銷,但只要HUL空間不是首要考慮的問題,那設(shè)計人員一般都會選用電容器耦合耳機放大器。
OCL(無輸出電容器)放大器
驅(qū)動接地參考耳機的方法之一便是用第三個放大器來驅(qū)動套管(接地)端。如圖3所示。圖中的第三個放大器在中間電源被偏置,它將套管驅(qū)動到一個固定的直流電壓。從而AC音頻信號在這個中間電源電壓的附近被偏置。
圖3 無輸出電容器耳機放大器
OCL放大器的主要優(yōu)點是其低音響應(yīng)可以擴展到直流電源電壓。這功能對于大部份系統(tǒng)來說都難以達到。因為電路的其它部份仍可能設(shè)有耦合電容器,這些耦合電容器要在很高的阻抗下工作,例如20kΩ。因此要求這些電容器的尺寸和成本要是最低的。
OCL耳機放大器可算是最小的系統(tǒng)。與電容器耦合耳機放大器比較,OCL耳機放大器的成本和功耗相對較大。由于OCL耳機放大器擁有最佳的低音響應(yīng),因此對于那些尺寸要求比較苛刻或工作電壓最小為2.5V的系統(tǒng)來說,OCL耳機放大器仍是不二之選。
如果管套在接地以上被偏置,有些系統(tǒng)會出現(xiàn)故障。故障通常發(fā)生是因為耳機的插口連接著其它的設(shè)備而不是耳機。假如有兩個系統(tǒng)經(jīng)一個地線參考(非隔離)接地共享一個接地,那便可能有過大的電流流經(jīng)套管連接。
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