電路改進確保優(yōu)質(zhì)音頻
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-09-07 17:08:35 | 476 次閱讀
典型的耳機驅(qū)動器必須用幅度范圍高達 1VRMS 的信號驅(qū)動低阻抗負載(通常為 32Ω;有時低至 16Ω),同時保持源材料的動態(tài)范圍。這似乎是一項簡單的任務(wù),但仔細檢查會發(fā)現(xiàn)一些殘酷的現(xiàn)實:
當采用單電源電壓供電時,耳機輸出必須保持此動態(tài)范圍,該電壓通常來自 DC-DC 轉(zhuǎn)換器并由高速數(shù)字電路共享。
考慮到這些電路中遇到的信號幅度和負載阻抗,從電源汲取的電流峰值可達 90mA。
關(guān)閉電源或耳機驅(qū)動器時,應(yīng)聽不到喀噠聲或瞬變聲。
電源噪聲
為了實現(xiàn)合理的信噪比 (SNR),您必須抑制電源噪聲對耳機放大器輸出的影響。為此,耳機驅(qū)動器中的電源抑制 (PSRR) 至關(guān)重要。
例如,基于 CD 或 DVD 的材料的動態(tài)范圍可以超過 90dB。假設(shè)音頻電源電壓上有 100mV 的噪聲分量,且其大部分頻譜內(nèi)容位于音頻帶寬內(nèi),則耳機輸出端的噪聲必須降至約 30μV,才能維持 90dB 的動態(tài)范圍。實際上,耳機驅(qū)動器的 PSRR 在感興趣的頻率處必須超過 70dB。
為了在整個音頻頻段實現(xiàn)這種電源抑制,需要仔細的設(shè)計方法,特別要注意放大器對頻率范圍內(nèi)電源噪聲的抑制。瀏覽大多數(shù)運算放大器數(shù)據(jù)表就會發(fā)現(xiàn),PSRR 在 DC 附近通常很高;隨著頻率增加(通常為 -20dB/dec),它會急劇下降。在 20kHz 時,某些器件的 PSRR 低于 40dB。
咔嗒聲和爆裂聲的抑制
咔嗒聲/爆裂聲抑制通常描述了 IC 最大限度地減少 IC 靜音或通電(或斷電)時發(fā)生的突然且經(jīng)常令人不安的瞬變的能力。這種行為在輸出驅(qū)動器中很難實現(xiàn),因為無法將下游電路靜音以掩蓋即將發(fā)生的異常情況。如果插入耳機,那么無論驅(qū)動它們的是什么,都不可避免地會影響或破壞音頻系統(tǒng)的瞬態(tài)性能。 耳機驅(qū)動器通常由單電源供電,輸出通過大型隔直流電容器交流耦合至插孔,如圖 1 所示。這種布置可防止耳機上產(chǎn)生直流電壓。在正常操作期間,隔直電容器兩端具有直流電壓,因為電容器的耳機側(cè)處于地電位,并且放大器輸出具有偏置到電源電壓大約 1/2 的直流電平。首次通電時,電容器必須充電至其工作直流電壓,但充電電流也必須流過負載(耳機音圈)。什么可以阻止該電流產(chǎn)生聲音信號?

一些設(shè)計使用 JFET 和放大器輸出周圍的分立元件來抑制充電電流。其他設(shè)計提供 RC 時間常數(shù)來減緩開啟瞬態(tài)。這種方法通過降低干擾的頻率內(nèi)容來降低干擾因素。至少有一種產(chǎn)品采用背靠背指數(shù)斜坡(具有 S 形輪廓)來進一步抑制加電引起的爆裂聲。與 RC 指數(shù)方法不同,該曲線不會導致 dv/dt 突然變化。
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