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全新数字架构放大器针对高端音频领域

EDN China?? 2005年06月01日 ?? 收藏0
近来使用转换波形技术(PWM,脉冲宽度调制)的音频放大器发展得十分迅速。尤其是D类放大器,因为其较高的工作效率而在应用中占据了主导地位。它可以在移动设备或者使用电池供电的设备上产生足够的输出能力,也可以通过热损耗量降低的紧凑型放大器结构产生较高的音频功率水平。虽然这类放大器提供的音频质量正在不断提高,他们仍然无法和用于“Hi-Fi”市场的“传统”音频放大器提供的高质量音频相媲美。
  Zetex公司研发了一种新的产品结构,将其命名为Z类放大器。在最近拉斯维加斯举行的消费类电子展览会上,Zetex演示了这种新型的放大器,音频市场部经理Craig Bell宣布公司获得了积极的响应。他指出那些惯于鉴定音频放大器缺点的听众“如果不被告知这是一个数字放大器,他们根本不会意识到这一点”。
  这个新型的设计着眼于克服数字放大器信号链中的缺点。虽然D类放大器通过一个包含PWM发生器、输出驱动和输出功率开关的信号链处理理想化的方波,但是实际上方波在每一个阶段都变得越来越不完美。失真可以表现为回音、边缘速度的变化或者其他退化形式。在D类放大器的输出端,是一个用于波形重构的LC滤波器(低通),连接着一个可变

负载的扬声器,设计人员并不能精确的知道扬声器的实际负载,而且扬声器的负载随着声音频率的变化而发生的改变也相当之大。在Z类放大器中,Zetex应用的一个关键技术是测量输出信号的失真程度,并据此产生一个反馈信号来校正这个错误。失真测量是一种模拟信号领域的技术,测量的结果被数字采样后反馈到PWM控制器的修整噪音阶段。脉冲宽度的失真错误根据时间平均基础进行补偿;其他错误则通过测量和调整每一个脉冲的整体能量来进行补偿。Bell解释说,完整放大器回路使用的传统负反馈方法无法被用于D类放大器的设计之中,因为这类放大器的信号路径存在着2ms左右的群延迟。所以,绝大多数的数字放大器使用的是开路设计。Zetex使用的直接数字反馈技术解决了这一缺点,得到了非常低的总谐波失真(THD)效果。这一技术允许输出端运行在较低的击穿电流上,从而获得较高的效率;并且在高阻尼因数下提供了较低的有效输出阻抗(Bell宣称在低频率的情况下可以达到几千的数量级),以便处理那些“笨拙”的扬声器负载。这一技术也取消了对高质量电源供应的要求,因为电源装置的波形缺陷不会再被直接耦合到输出当中。Zetex对使用交叉调制的20Hz~1kHz范围内的音调进行了测试,Z类放大器在1kHz左右的输出情况下产生了一些旁带,但是幅度非常之低,除此以外几乎没有其他的调制或者噪音产生。
  Zetex表示,公司将会生产一个整合的放大器控制芯片,其中包含了数字反馈机制,这一产品将在2005年的晚些时候发布。
  网址:www.zetex.com

Zetex公司研发了一种新的产品结构


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音频? 放大器? PWM?

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