智能音箱 之 功放介绍
功率放大器分甲類功放（A 類），乙類（B 類），甲乙類（AB 類）和丁類（D 類）；
A 類 ???指在信號的整個周期內，放大器的任何功率輸出元件都不會出現電流截止的一類
? ? ? ? ?? 放大器。完全的線性放大形式的放大器，即使沒有信號輸入時也工作在偏置區，
? ? ? ? ?? 效率最低，理論效率只有25%，但不存在交越失真。單端放大器都是A類功放。
B 類?? 正弦信號的正負兩個半周分別由推挽輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器，
? ? ? ? ? 每一“臂”的導電時間為信號的半個周期。如果沒有信號輸入，幾乎不消耗功耗，
? ? ? ? ? 理論效率78%，但存在交越失真。
AB 類? 介于前兩類之間，推挽放大的每一個臂的時間大于信號半個周期小于一個周期；
? ? ? ? ? ? 效率與B類相當，但相對于B 類，交越失真更小；應用廣泛。
D 類? 也稱數字式放大器，利用極高頻頻率的轉換開關電路來放大音頻信號，具有效率高
? ? ? ? ? 體積小的優點，通常能夠達到85%以上。 在有源超低音音箱中應用廣泛，不適合
? ? ? ? ? 做寬頻帶放大器。
? 2. 主要參數
在全雙工語音交互的系統中，功放的質量是非常重要的，因為AEC回聲消除對信號失真
是非常敏感的。音頻通路的整體諧波失真需要控制在5%以內。
務必注意：規格書上的額定功率值，條件通常是THD=10%。
故功放的功率選擇按照喇叭額定功率的1.6~2.0倍是非常重要的。
部分功放具有動態調節音量的功能，在智能音箱中務必關閉此功能，否則將影響AEC。
所有的動態調節都務必在AEC采樣點之前進行，具體如下圖所示：
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評價功率放大器主要從輸出功率，電源紋波抑制比(PSSR)，總諧波失真加噪聲
(THD+N)，關閉電流(Shutdown current)，工作電壓（Power supply），還有功放的轉換效
率等指標來評價。
輸出功率(POCM)：反映功放的負載能力，指失真所限制的最大輸出功率，超過這個輸出
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 功率的電平，功放輸出將產生削波失真，對后端揚聲器有很大損傷。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 額定功率測試條件常規是THD=10%條件下。
電源紋波抑制比(PSRR)：反映了功放對電源的紋波要求，PSRR 值越大越好，功放輸出
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 音質就越好。
總諧波失真(THD)：指一個模擬電路處理信號后，在一特定頻率范圍內所引入的總失真
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 量。噪聲(noise)是指通常不需要的信號，由于熱或者其他物理條件產生
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 的在線路板上的其它電氣行為(干擾)。從THD+N 的定義不難看出總諧
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 波失真和噪聲越小越好。
不同封裝、負載、功率、頻率和電壓，THD是不一樣的，如下所示：
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關斷電流(Shutdown current)：關斷電流越小，說明在待機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。
?3. 功放參數測試
由于不同供應商，尤其是國產廠商的功放參數是在不同測試條件下得到的，很難進行對
比，因此在功放選型時，需要根據目標需求，將各家功放在同等條件下實測來判定。
測試內容：輸出功率、轉化效率、靜態功耗等；
- 常規條件下
測試環境：
直流電源給功放DEMO板供電，能看到電壓和電流；
水泥電阻模擬揚聲器（比如4R 或者6R或者8R等）；
播放器提供輸入標準正弦模擬小信號（默認模擬功放）；
示波器監測輸出信號幅度和 波形；
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測試步驟：（以8R負載為例）
如上描述搭建好基本環境，播放器播放1kHz-3dB.wav文件；
將電壓調到目標電壓Vin，隨時觀察Iin；
調整輸入信號幅度，示波器觀察輸出信號幅度Vout，確保功放的輸出功率在目標功
率附近；
計算功放效率：E = (Vout/1.414)*(Vout/1.414)/8? /? (Vin*Iin)
調整輸出信號，通過示波器觀察到輸出信號出現臨界截幅失真狀態，記錄Vout；
計算功放最大功率：P = (Vout/1.414)*(Vout/1.414)/8；
去掉輸入信號，功放使能狀態，看直流電源的電流消耗，為靜態功耗。
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- 專用音頻分析條件下
在專用軟件測試下，還可以測試出頻響。
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?4. 輸出調制模式
TI的功放輸出調制模式主要分為AD mode 和BD mode兩種。ST的不是這個叫法。
- 如下圖為AD mode：
- 如下圖為BD mode：
從上述圖中不難發現，BD mode 有電流上的優勢，所以一般采用BD mode。
注意：這種情況下，如果ADC是單端輸入的話，不能直接從功放后面的P端取信號作 為參考信
? ? ? ? ?? 號，而要取差分的OUTP和OUTN，然后加一個運放把差分信號轉換成單端信號再給到ADC。
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5. 功放POP音調試
音頻系統中，經常會出現播放器播放或者暫定播放時，功放出現POP音現象，嚴重影響
體驗；為了消除或者減弱這種Click-POP噪音，有以下思路，根據實際情況驗證：
功放使能控制時序
上電或者播音時保持關斷模式，延遲穩定后再打開功放；
掉電或者停止播放時，提前關閉功放；??? 此方法最為有效，需要硬件和軟件支持；
電壓平衡方式
輸入端的隔直耦合電容，兩端直流偏置電壓需要保持一致，防止電容充放電；
麥克風出現POP音時，試驗過有效；藍牙模塊，差分輸出時試驗過暫無效；
改變耦合電容值
輸入端隔直電容常規為0.1uF到4.7uF之間， 可以適當調小容值，減弱POP音。
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以上是生活随笔為你收集整理的智能音箱 之 功放介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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