手機(jī)音頻功率放大器比較

1、手機(jī)音頻功率放大器比較現(xiàn)在手機(jī)的多媒體功能日益增強(qiáng)，而MP3已經(jīng)成為主流手機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置。但是隨著MP3的出現(xiàn)，手機(jī)的功耗問(wèn)題和抗干擾問(wèn)題也暴露出來(lái)。在手機(jī)MP3的播放過(guò)程中，手機(jī)音頻功放消耗了絕大部分電流，因此，研究并提高音頻功放的效率顯得特別重要。另一方面，手機(jī)上因?yàn)榇嬖贕SM的TDD noise干擾，給手機(jī)的音頻電路的抗干擾也提出了很高的要求。本文重點(diǎn)比較分析了我們?cè)贏700上使用的LM4889，和與之兼容的2890以及D類功放tpa2005d1之間的差異，給大家一個(gè)參考。一、音頻功率放大器重要參數(shù)：在手機(jī)音頻功放的參數(shù)中PSRR，THD+N，SNR，AO，Po,Isc等參數(shù)決定了一個(gè)

2、音頻功放的優(yōu)劣，特別是PSRR值，對(duì)手機(jī)的抗TDD noise起到了很大的作用。1、 PSRR（power supply rejection rate）電源紋波抑制比：是音頻放大器的輸入測(cè)量電源電壓的偏差偶合到一個(gè)模擬電路的輸出信號(hào)的比值。PSRR反映了音頻功率放大器對(duì)電源的紋波要求，PSRR絕對(duì)值越大越好，音頻放大器輸出抗電源干擾性能就越好。2、 （total harmonic distortion+noise）總諧波失真+噪聲：總諧波失真是指一個(gè)模擬電路處理信號(hào)后，在一個(gè)特定頻率范圍內(nèi)所引入的總失真量。噪聲通常指不需要的信號(hào)，有時(shí)是由于熱或者其它物理?xiàng)l件產(chǎn)生的在線路板上的其它電氣行為(干擾

3、)?？傊C波失真和噪聲越小越好。3、 SNR（signal noise ratio）信噪比：指一個(gè)模擬信號(hào)中有用信號(hào)和噪聲的比值。信噪比越高有用信號(hào)成份越多，音效越好。4、 AO增益：是指放大器輸出功率和輸入功率之間的比值。增益越大說(shuō)明放大器的效率越高。5、 POCM最大輸出功率：反映了一個(gè)音頻功率放大器的負(fù)載能力，通常音頻放大器廠家會(huì)提供產(chǎn)品的在工作電壓一定條件和額定負(fù)載下的的最大輸出功率。6、 關(guān)斷電流(Shutdown current)和輸出偏移電壓(Output Offset Voltage)：關(guān)斷電流越小，說(shuō)明在待機(jī)條件下的放大器功耗小。輸出偏移電壓小有利于電池壽命的延長(zhǎng)。二、在手機(jī)工

4、作條件下各個(gè)功放的比較曲線：音頻功放共分為模擬和數(shù)字兩大類，模擬功放又分為A類,B類,AB類，A類功放效率比較低，B類功放交越失真比較大，所以現(xiàn)在設(shè)計(jì)中基本上不再使用。AB類功放集中了A類和B類功放的優(yōu)點(diǎn)，在目前手機(jī)上使用比較多。D類功放是數(shù)字功放，具有很好的性能，但價(jià)格比AB類功放略貴一點(diǎn)。AB類放大器和D類放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式，所以我們主要比較這兩類功放之間的一些性能。 AB類為模擬放大器，主要特點(diǎn)是：晶體管的導(dǎo)通時(shí)間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д妗＝惶媸д孑^大，可以抵消偶次諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點(diǎn)。D類為數(shù)字放大器，具有效率高低失

5、真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少優(yōu)點(diǎn)。 這次主要對(duì)AB類放大器（LM4889、NCP2890）和D類放大器（tpa2005d1）之間的一些參數(shù)進(jìn)行比較，由于受到DATASHEET的限制只能在Vp = 3.3 V, RL = 8.0，AO=2，有些特殊的地方專門(mén)指出。1、電源紋波抑制比（PSRR）：a)LM4889（PSRR）：紅點(diǎn)標(biāo)示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=217Hz，PSRR=-60dB； 藍(lán)點(diǎn)標(biāo)示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=1KHz，PSRR=-62dB。 b)NCP2890（PSRR）：紅點(diǎn)標(biāo)示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=2

6、17Hz，PSRR=-72dB； 藍(lán)點(diǎn)標(biāo)示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=1KHz，PSRR=-73dB。c)tpa2005d1（PSRR）：紅點(diǎn)標(biāo)示處input floating,Vdd=3.6V，f=217Hz，PSRR=-90dB； 藍(lán)點(diǎn)標(biāo)示處input floating,Vdd=3.6V，f=1KHz，PSRR=-75dB。2、總諧波失真+噪聲（THD+N）:a)LM4889（THD+N）:紅點(diǎn)標(biāo)示處PO=0.4W, THD+N=0.2%。b)NCP2890（THD+N）:紅點(diǎn)標(biāo)示處PO=0.4W, THD+N=0.007%。c)tpa2005d1（THD+N）:紅點(diǎn)標(biāo)

7、示處PO=0.4W, THD+N=0.17%。3、輸出功率（Po）：a) NCP2890（Po）: 紅點(diǎn)標(biāo)示處V=3.3V, Po=0.55W。b) tpa2005d1（Po）:紅點(diǎn)標(biāo)示處V=3.3V, Po=0.5W。4、關(guān)斷電流（Isc）：a)tpa2005d1（Isc）:紅點(diǎn)標(biāo)示處shutdown voltage=GND，I(sc)接近0。 5、效率（Efficiency）：紅點(diǎn)標(biāo)示處RL=8ohm,Vp=3.6V時(shí)D類放大器的效率為84%；藍(lán)點(diǎn)標(biāo)示處RL=8ohm,Vp=3.6V時(shí)AB類放大器的效率為62%；三、在手機(jī)工作條件下各個(gè)功放的參數(shù)比較：條件：Vp = 3.3 V, RL =

8、 8.0，AO=2，還有一些特殊的地方專門(mén)指出。SymboltypicalUnitsLM4889(AB類)NCP2890 (AB類)tpa2005d1(D類)Shutdown Current0.010.01接近0A (max)Output Power0.40.550.5WTHD+N（PO為0.4W）0.20.0070.17%PSRRR(IN)=10ohm217Hz-60-72-90dB1KHz-62-73-75EfficiencyV=2.6V 48%V=5.0V 63%79% at 100 mW84% at 400 mW%通過(guò)上述比較我們可以得出：1、 AB類放大器LM4889和NCP2890：從比較結(jié)果來(lái)看NCP2890-D在抗電源干擾、功率、失真、效率等方面都要略優(yōu)于LM4889。2、 D類放大器tpa2005d1相比于AB類放大器LM4889和NCP2890來(lái)說(shuō)，失真更低，效率更高。四、總結(jié)：在手機(jī)音頻的功放選擇中，AB類放大器是模擬放大器中效率較高、失真較小，功放晶體管功耗較小，散熱好的