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针对便携式及消费电子应用的 高性能音频解决方案

2004年7月23日


美国国家半导体为电子系统创造出模拟密集型解决方案,提供更高的能源效益、更便于携带、更佳音质及更完美的画质。美国国家半导体的Boomer系列音频放大器是低压大功率CMOS音频放大器,是音频市场上最获认可的品牌之一。公司拥有超过100种不同的Boomer系列音频放大器产品,应用于手机与便携式产品市场。Boomer系列音频放大器还针对全球的手机市场、便携式DVD播放器、笔记本电脑、平板显示器和LCD电视的音频产品市场。Boomer的发展方向是高度集成的音频子系统,功率最大化,封装小型化以及较低的热量。

此次在线研讨会主要从便携式系统应用,便携式DVD、LCD显示器应用,高端LCD显示器应用等几方面介绍了使用者的经验以及美国国家半导体的参赛(2004美国国家半导体中国音频技术应用设计大赛)可选器件。


精彩问答

问:请问国半在LCD电视、高端LCD显示器上具体有哪些应用?哪部分采用国半的方案,提高了产品质量,又保持价格优势?

答:对于LCD应用,我们有一些参考组合,如: LM4832 + LM4755, LM4832 + LM4866, LM4832+LM4950, LM4832 + 2.1 channel 放大器。这些方案能帮助客户加快设计速度,改善音频质量。

问:1、音频的PCB布线是否要数字地和模拟地分开?
2、MIC的前级放大使用一级高放大倍数运放好还是使用多级低放大倍数运放好?
3、Speaker的输出使用PWM好还是使用D/A好?

答:1)是的。

2)不同的器件对应不同的增益。对于线性度好的器件,单高增益放大较好。
3)PWM, 仅需一低通滤波输出即可。

问:将贵公司的音频产品应用到无线公话中须注意到哪些细节?

答:对于GSM 应用,最主要考虑PSRR,特别是217Hz频率点。第二是开机时间和POP声。外围元件也要考虑。

问:如何从整体上降低音频放大器的噪音?

答:通常来说,应选用正确的元器件参数和合理的PCB部线。

问:什么是过调制保护?

答:输入信号高于IC可承受的范围时,IC的保护功能。

问:我很想知道本次大赛作品要求。

答:此次大赛希望希望参赛者能设计出音质更加完美的产品。 具体评判标准如下:

1)技术水平--选用最合适的组件并结合最佳的设计及成品制作水平;

2)创意--创新的设计理念;

3)模拟技术--有效利用国半的音频组件;

4)更优化的音响性能--其设计能呈现高素质的音频输出。

问:音频放大器中,电流反馈和电压反馈电路有什么区别,如何应用?

答: CFA VFA闭环 BW 不随闭环增益相对变化 根据GBW关系变化
AC/DC性能指标 较好的AC性能 较好的DC性能 稳定时间 较快 较慢
主要噪声源 反向输入电流噪声 输入电压噪声 输入阻抗 非对称 对称
偏置电流 消除DC误差困难 匹配输入阻抗可消除DC误差 反馈通路 不能用Cf 可以用Cf

问:大功率Class-D National Semiconductor有哪些器件?

答:LM4651和LM4652有170W输出。

问:如何消除音频放大器中的回声和尖叫声?

答:取决于很多环节,如电源噪音、PCB设计、信号本身的噪音等,合适的旁路电容应该有帮助。

问:选择音频放大器的标准主要有哪些?

答:工作电压, 输出功率, THD+N, PSRR。

问:音频放大器输入为零时,主要噪声源是电源吗?还有其它噪声源吗?

答:电源噪声是主要噪声源,还有白噪声,外部噪声等。

问:阻抗匹配在音频放大电路设计中是否非常重要?需要注意哪些事项?

答:是。不同的负载阻抗得到不同的输出功率,电流也不同。因此,必须确认放大器能承受多大电流,负载能承受多大功率

问:D类功放在便携式产品中的适用程度如何?

答:由于高效率、无需散热器等优点,应用前景广阔。

问:全数字放大器的PSRR应有多高才比较合适,不影响到声音的质量?

答:通常高于60dB 就行,除非客户有更高的要求。

问:D类放大器在设计上有何特别的考虑?

答:开关频率,输出低通滤波器。

问:一般来说,在便携式电脑中,由于体积的问题导致音频方面总是存在这样那样的缺陷。那么,如何才能使便携式电脑中播放的声音效果更好,音频技术更为完善呢?

答:建议用带3D 效果的Boomer产品。

问:Audio对输入、输出、Bypass电容的选择依据是什么?

答:PSRR, turn-on/off 时间和 click-pop 要求。

问:Boomer的音量控制如何进行?是否采用数控?为什么?

答:有直流电平控制和数字控制。

问:Boomer放大器的防尖峰电压的保护功能如何?外接电路如何设计来提高这一性能? 

答:在输出级外加二极管。

问:D类放大器的放大倍数由什么决定?

答:反馈电阻。

问:用LM4857 设计手机 3D 音响,是否需要手机软件控制左右声道的延时?

答:不需要,所有3D 效果均由LM4857产生。

问:差分音频放大器有良好的噪音特性,在使用上要特别注意什么问题?

答:负载,散热。 

问:美国国家半导体针对便携式及消费电子应用的高性能音频解决方案与其它竞争对手的解决方案相比,有哪些突出的优点?

答:系统集成,高性能,高效率,高音质。

问:我在使用LM4781时,发现电路在音量大一点的时候输出波形容易出现自激,有方法改善吗?

答:增加散热器尺寸,降低供电电压,增加扬声器负载。

问:音频电路设计上如何才能达到最高效率?

答:用 Class-D 放大器。

问:针对LCDTV有何新方案?

答:LM4832,LM4866,LM4950, LM4940, LM4849, LM4668。

         
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