便攜式音頻功率放大器的設計

便攜式系統(tǒng)都需要一個音頻功率放大器用來驅(qū)動小的揚聲器，輸出功率1W~2W，用來驅(qū)動揚聲器（RL=8/4ohm），同時提供50mW~100mW的功率用來驅(qū)動耳機（RL=32/16ohm）。在此情況下，BCD開發(fā)了自己的便攜式系統(tǒng)中，音頻功率放大器產(chǎn)品。

　　一、單端（SE）輸出 vs. 橋式（BTL）輸出

　　輸出結構常見的有兩種，SE(Single-ended)模式與BTL(Bridge-Tied-Load)模式，見下圖-1。

圖-1 單端模式與橋式模式

　　在便攜式系統(tǒng)中，常見的直流電源電壓，（+1.8V，+2.5V，+3.3V）通常不會超過+5.0V，如果是單端結構，輸出的峰-峰值電壓Vp-p最大只有5.0V，實際上由于輸出級上、下管子的飽和壓降，在沒有被削波的前提下，Vp-p最大只有4.5V左右，這樣有效值 = =1.59V，全部加到RL=4ohm的負載，輸出功率 =0.63W。所以單端結構，無法輸出2W功率。

　　如果是BTL輸出結構，Vp-p則可以達到8.0V，有效值 = =2.828V，加到RL=4ohm的負載，輸出功率 =2.0W。

　　因此要在VCC=5.0V條件下輸出2W左右的功率，只能采用橋式輸出結構。所以單端結構常用來驅(qū)動耳機，而BTL結構常用來驅(qū)動音箱。見下圖-2 AA4002典型應用原理圖。

圖-2 AA4002典型應用圖

　　從上圖中，看到在驅(qū)動耳機時，還需要有一個較大的電解電容，它的作用是，
　　①隔斷直流基準電壓Vbias（1/2VCC）。如果沒有隔直，直流電壓會直接流過后面的揚聲器線圈，使紙盆平衡位置偏向一端，Vbias過大甚至損壞線圈。
　　②耦合交流的音頻信號，它與揚聲器負載構成了一階高通濾波網(wǎng)絡，見圖-1。由經(jīng)典公式（1）可知，電容值的大小影響低頻處的截止頻率fc有關。

公式（1）