新型耳机放大器的发展概况

时间：2023-05-01 11:36:16 电子通信论文我要投稿

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新型耳机放大器的发展概况

近年来，手机、CD机、MP3播放器等便携式装置大量上市。另外，多媒体电脑、PDA、电视机也需要配备耳机输出，使耳机放大器的需求量大增。各大半导体器件厂纷纷推出各种新型耳机放大器，以满足这些数字音频产品的需要。

耳机放大器的要求

---耳机放大器主要用于使携式音频装置中，它与其他便携式电子产品一样，要求器件具有低工作电压、低功耗、小尺寸封装。耳机放大器还有自身的技术参数要求，要求总谐波失真加噪声(THD+N)小、电源变动抑制率(PSSR)高、信噪比(SNR)高、效率高等。不同的放大器还有不同的附加功能，如内置数字音量控制、内置DAC等。具体性能指标如下。

● 输出功率POUT

---耳机放大器输出功率较小，一般为20～100mW(实际输出功率与工作电压大小有关，并且与负载电阻大小及THD+N大小有关)。立体声耳机的负载电阻一般为16Ω或32Ω，负载电阻小的输出功率大一些。

● THD+N

---THD+N的指标一般在0.01%～0.2%的范围内，Hi-Fi级则小于0.01%。该指标与负载电阻RL大小及输出功率POUT大小有关，若RL不同、POUT不同，则其指标有较大差别。例如，同一耳机放大器，在RL=32Ω，POUT=12mW，f=1kHz时，THD+N=0.006%；而在RL=16Ω、POUT=15mW，f=1kHz时，THD+N=0.015%。所以在比较不同耳机放大器的THD+N指标时，必须在基本条件相差不多时才有可比性。

● SNR

---SNR一般在60～90dB范围内，其大小与POUT有关，有一些产品的SNR可达到100dB左右。

● PSRR

---PSRR高的耳机放大器，其性能受电源电压变动的影响小(PSRR高的放大器可以不需稳压电源供电)。PSRR一般为60～80dB，性能好的可达90dB。

降低工作电压

---为减小便携式产品的体积和重量，最有效的办法是采用能量密度高、体积小的锂离子电池，但锂离子电池价格贵。采用1～2节碱性电池或充电电池来供电，则制造和使用成本会减少很多。近年来，一些厂商开发出仅用1节电池供电的耳机放大器(1节5#或7#碱性电池或镍氢、镍镉电池)更受到消费者欢迎，其工作电压为0.9V～1.8V，既可用1节碱性电池，也可用1节充电电池供电，使一些低档MP3播放机的成本大幅下降，销售量随之大增。

---由于是单电源供电，耳机放大器输出的电压幅值受到工作电压的影响。虽然可采用输出满幅值(rail-to-rail)的放大器，但1V工作电压的输出总是小于1V。

---为了降低工作电压，还要保证足够大的输出电压幅值，在耳机放大器中集成了一个电压反转的电荷泵电路，使输入的VDD转换成-VDD，则耳机放大器由单电源供电变成正负电源供电，输出电压幅值增大了一倍，如图1所示。

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