手機(jī)里的音頻功放變得越來(lái)越重要了,過(guò)去手機(jī)只需要能驅(qū)動(dòng)耳機(jī),現(xiàn)在隨著音樂(lè)手機(jī)、多媒體手機(jī)、電視手機(jī)、GPS手機(jī)的出現(xiàn),手機(jī)輸出的聲音越來(lái)越大,對(duì)手機(jī)的音頻功放要求也越來(lái)越高。除了手機(jī)以外,GPS也要求有足夠大的功率輸出,以便在嘈雜的駕駛環(huán)境中能夠聽(tīng)到導(dǎo)航指令。另外MP4也都開(kāi)始安裝了小喇叭,也要求有足夠的功率輸出。還有各種類型的學(xué)習(xí)機(jī),現(xiàn)在也強(qiáng)調(diào)真人發(fā)音,也要求有比較大的功率輸出。此外專業(yè)級(jí)的對(duì)講機(jī)也要求有足夠大的輸出功率,而且還要能夠省電。因?yàn)檫@些設(shè)備都是采用鋰電池供電,鋰電池的電壓不高,還要求有足夠大的功率輸出,這都是AB類所不可能做到的。所以現(xiàn)在這些便攜式設(shè)備的音頻功放都正在從AB類過(guò)渡到D類。這是因?yàn)椋?
(1)D類功放的效率要比AB類的效率高2-4倍,如果連續(xù)播放語(yǔ)音(像在GPS中),電池壽命可以延長(zhǎng)2倍,如果連續(xù)播放音樂(lè)(像在音樂(lè)手機(jī)中),電池壽命可以提高3倍。下面是TI公司在連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)輸入時(shí),采用D類功放比AB類功放,電池壽命延長(zhǎng)的效果。差不多延長(zhǎng)了2.33倍。而如果播放連續(xù)的音樂(lè)信號(hào),那么電池壽命可以延長(zhǎng)4倍以上。
(2)在同樣的電源電壓下D類功放的輸出功率比AB類要大2-3倍。例如目前手機(jī)中用得最多的AB類功放是LM4890,它的功率輸出在5V時(shí)為1W,而在3V時(shí)只有0.31W。而PAM8303D在5V時(shí)輸出3.2W,在3.2V時(shí)為1W。但是D類功放在實(shí)際使用時(shí)卻往往得不到這么大的輸出功率。一些客戶不明白其中的原因,還以為芯片廠家的數(shù)據(jù)有問(wèn)題。其實(shí)D類功放輸出功率大的很重要的條件是要采用低歐姆的喇叭。目前手機(jī)往往采用8歐姆喇叭,而找不到4歐姆的喇叭。LM4890這類AB類功放的輸出功率幾乎和喇叭阻抗無(wú)關(guān)。圖1就表明了LM4890在8歐姆和4歐姆時(shí)的輸出功率幾乎不變,都只有0.2W左右。
而D類功放在4歐姆時(shí)的輸出要比8歐姆時(shí)的輸出幾乎大一倍。例如PAM8303D在5伏8歐姆時(shí)為1.8瓦,而在4歐姆時(shí)就是3.2瓦。所以為了得到足夠大的功率輸出就必須采用4歐姆的喇叭,或者用兩個(gè)8歐姆喇叭并聯(lián),但是這會(huì)加大體積,有時(shí)是不可能的。所以生產(chǎn)手機(jī)喇叭的廠家應(yīng)當(dāng)盡快提供4歐姆的喇叭,以趕上這個(gè)潮流。
而在很多應(yīng)用中,輸出功率是非常重要的,例如在帶有GPS導(dǎo)航的手機(jī)里,必須有足夠大的輸出功率,才能夠在嘈雜的駕駛環(huán)境中聽(tīng)清楚導(dǎo)航的指令。一些客戶在采用D類功放時(shí)還有一些顧慮:
擔(dān)心D類功放的音質(zhì)不夠好。實(shí)際上,幾乎絕大多數(shù)的音頻應(yīng)用中,其音質(zhì)主要由喇叭的音質(zhì)決定。尤其是像手機(jī)這類應(yīng)用,它的喇叭尺寸很小,其音質(zhì)不可能做到和Hi-Fi音響的音質(zhì)相比。實(shí)際上大多數(shù)人的耳朵對(duì)于THD低于1%時(shí)就已經(jīng)無(wú)法鑒別。而絕大多數(shù)的D類功放的THD都會(huì)低于1%。所以這個(gè)顧慮完全是不必要的。
第二個(gè)顧慮就是擔(dān)心采用D類功放以后會(huì)產(chǎn)生EMI干擾。影響手機(jī)的正常工作。這的確是一個(gè)問(wèn)題。所以很多D類功放的生產(chǎn)廠家都在想方設(shè)法改進(jìn)這個(gè)問(wèn)題?梢哉f(shuō)這個(gè)問(wèn)題很多生產(chǎn)廠家都已經(jīng)解決。
TI的TPA2010D1并沒(méi)有給出它的EMI測(cè)試結(jié)果。根據(jù)某一用戶的測(cè)試,把PAM8303D裝進(jìn)手機(jī)以后,其EMI和手機(jī)的靈敏度要比TI的TPA2010好很多。
(3)擔(dān)心D類功放的單價(jià)要比AB類貴。其實(shí),幾乎所有手機(jī)里的音頻功放(包括AB類)都采用CSP(芯片級(jí))封裝,而對(duì)于CSP封裝,只要它的芯片尺寸一樣大,其成本應(yīng)該是相同的。除非AB類是采用雙極型。所以應(yīng)該說(shuō),當(dāng)D類的出貨量達(dá)到和AB類同樣的數(shù)量時(shí),其單價(jià)就會(huì)和AB類相同。目前只是因?yàn)镈類的出貨量暫時(shí)達(dá)不到AB類一樣大,所以其單價(jià)還略為高一些。
在MP4的應(yīng)用中,雖然一部分低價(jià)MP4還是只有耳機(jī),但是大多數(shù)MP4現(xiàn)在都集成有一個(gè)小喇叭。MP4的特點(diǎn)是并不要求特大的功率輸出,但是也有省電的要求。尤其是因?yàn)樗且赃B續(xù)地播放音樂(lè)為主,省電問(wèn)題顯得更為重要。但是MP4是一種比較大眾化的消費(fèi)產(chǎn)品,對(duì)于成本的要求更為嚴(yán)格。而對(duì)于體積的要求不像手機(jī)那樣高,所以并不要求CSP封裝。所以需要有一個(gè)低成本、1W輸出的單聲道芯片。PAM8301就是這樣一種芯片。它采用SOT23封裝,因?yàn)橹灰?W輸出,所以芯片尺寸也可以減小,從而降低了成本。
在MP4的應(yīng)用中,要求在3.6V時(shí)還能輸出足夠大的功率,顯然PAM8301是最好的,同時(shí)也要求有足夠高的效率,PAM8301也是不錯(cuò)的。此外,這種應(yīng)用往往要求單端輸入而并不要求差分輸入,PAM8301正好能夠滿足這個(gè)要求。MP4的生產(chǎn)廠商往往不歡迎CSP封裝,因?yàn)樗暮附邮掷щy,所以他們往往要求MSOP封裝或者SOT-23封裝,所以PAM8301不采用CSP而采用了SOT23-6封裝,這種封裝不但尺寸是最小的,而且在成本上有很大的優(yōu)勢(shì)。甚至已經(jīng)接近外國(guó)大廠的AB類芯片的單價(jià)。
在有些手機(jī)、MP4、數(shù)碼相框等的應(yīng)用中,有些需要立體聲的功放。其實(shí),因?yàn)閮蓚(gè)喇叭的距離很近,人耳聽(tīng)不出立體聲。但是有些廠商仍然采用立體聲,可能是有宣傳上的用意。另外一些廠商則完全是為了加大音頻功率輸出,而采用兩個(gè)喇叭,因此也需要雙聲道的功放芯片。所以,一些雙聲道的CSP封裝的芯片也就應(yīng)運(yùn)而生。
雙聲道芯片最大的特點(diǎn)就是功率加大了一倍。有些廠商采用兩個(gè)單聲道的芯片來(lái)推兩個(gè)喇叭。雖然雙聲道芯片的面積比單聲道芯片加大了一倍,但是PCB的面積并沒(méi)有增大一倍。所以雙聲道芯片的市場(chǎng)前景也是非常好。
從以上的論述可以看出,D類功放將會(huì)在各種的便攜式消費(fèi)類電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用,而且PAM公司的D類功放芯片將會(huì)滿足絕大部分的使用要求。
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