手機音頻功率放大器比較

1、手機音頻功率放大器比較現(xiàn)在手機的多媒體功能日益增強，而MP3已經(jīng)成為主流手機的一個標準配置。但是隨著MP3的出現(xiàn)，手機的功耗問題和抗干擾問題也暴露出來。在手機MP3的播放過程中，手機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，手機上因為存在GSM的TDD noise干擾，給手機的音頻電路的抗干擾也提出了很高的要求。本文重點比較分析了我們在A700上使用的LM4889，和與之兼容的2890以及D類功放tpa2005d1之間的差異，給大家一個參考。一、音頻功率放大器重要參數(shù)：在手機音頻功放的參數(shù)中PSRR，THD+N，SNR，AO，Po,Isc等參數(shù)決定了一個

2、音頻功放的優(yōu)劣，特別是PSRR值，對手機的抗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量電源電壓的偏差偶合到一個模擬電路的輸出信號的比值。PSRR反映了音頻功率放大器對電源的紋波要求，PSRR絕對值越大越好，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模擬電路處理信號后，在一個特定頻率范圍內(nèi)所引入的總失真量。噪聲通常指不需要的信號，有時是由于熱或者其它物理條件產(chǎn)生的在線路板上的其它電氣行為(干擾

3、)。總諧波失真和噪聲越小越好。3、 SNR（signal noise ratio）信噪比：指一個模擬信號中有用信號和噪聲的比值。信噪比越高有用信號成份越多，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。增益越大說明放大器的效率越高。5、 POCM最大輸出功率：反映了一個音頻功率放大器的負載能力，通常音頻放大器廠家會提供產(chǎn)品的在工作電壓一定條件和額定負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。二、在手機工

4、作條件下各個功放的比較曲線：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，在目前手機上使用比較多。D類功放是數(shù)字功放，具有很好的性能，但價格比AB類功放略貴一點。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，主要特點是：晶體管的導(dǎo)通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真較大，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。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。 這次主要對AB類放大器（LM4889、NCP2890）和D類放大器（tpa2005d1）之間的一些參數(shù)進行比較，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指出。1、電源紋波抑制比（PSRR）：a)LM4889（PSRR）：紅點標示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=217Hz，PSRR=-60dB； 藍點標示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=1KHz，PSRR=-62dB。 b)NCP2890（PSRR）：紅點標示處R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=2

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

7、示處PO=0.4W, THD+N=0.17%。3、輸出功率（Po）：a) NCP2890（Po）: 紅點標示處V=3.3V, Po=0.55W。b) tpa2005d1（Po）:紅點標示處V=3.3V, Po=0.5W。4、關(guān)斷電流（Isc）：a)tpa2005d1（Isc）:紅點標示處shutdown voltage=GND，I(sc)接近0。 5、效率（Efficiency）：紅點標示處RL=8ohm,Vp=3.6V時D類放大器的效率為84%；藍點標示處RL=8ohm,Vp=3.6V時AB類放大器的效率為62%；三、在手機工作條件下各個功放的參數(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來說，失真更低，效率更高。四、總結(jié)：在手機音頻的功放選擇中，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