模拟及数字功放模块介绍

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1、模拟及数字功放模块介绍拟制：李振业日期：2013-1-15目录一、功放概述二、模拟功放—TPA3113D2三、数字功放—TAS5707四、电性能测试概述整机音频处理框图：主IC有两种输出口，IIS数字输出和模拟输出。输出到模拟音主IC模主IC音数字转模拟功频输入数转换效处理模拟放数字音输出到频输入数字功放概述定义：功放：即功率放大器，指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载（例如扬声器）的放大器。常用分类：A类：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。电路简单，

2、调试方便，但效率较低。B类：放大器的静态点在（VCC，0）处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波，所以必须用两管推挽工作。“交越失真”较大。AB类：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。D类：将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM（脉冲宽度调制）或PDM（脉冲密度调制）的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。效率高，体积小，低失真。概述例：A

3、类放大器：AVOUT输出电路概述TPA3113D2、TAS5707都属于D类功放，开关放大器，TPA3113D2:为模拟功放，输入模拟信号，通过模拟电路进行放大。TAS5707：为数字功放，通过IIS(IntergrateInterfaceSound)输入数字音频信号，通过数字处理放大后经数模转换输出。模拟功放TPA3113D2模拟功放—TPA3113D2特性介绍：模拟功放—TPA3113D2内部框图，模拟音频经二级放大，通过PLIMIT限制PK-PK，经脉宽调制后通过两个独立的D类放大电路输出PWM信号。保护

4、模块有：短路保护、直流保护、过温保护等。D类增益二级PWM开关调节放大调制放大保护机制模式选择模拟功放—TPA3113D2PLIMIT：电压取自GVDD分压，可限制幅度4*PLIMIT，可用于减小噪声，但作为功率限制使用会出现较大失真。模拟功放—TPA3113D2PWM脉宽调制，形成幅值相等，宽度不同的PWM信号，其与输入信号有相同频谱，斜波信号由功放内部生成，频率310KHZ。正弦波脉宽调制示意图模拟功放—TPA3113D2PWM放大输出：双N-MOS设计，单线输入，经反相器控制两个MOS管交替通断，放大PW

5、M幅值到PVCC。此种设计理论有效功率100%，实际90%左右，得到广泛应用。使用桥接BTL（Bridge-Tied-Load）电路输出音频经滤波后到达喇叭。•一个声道使用两个放大器•两个放大器分别地驱动扬声器•得到2xVdd的输出波形+VVDDDRIVERAVFILTERINVDDDRIVEROUT-AV-V模拟功放—TPA3113D2实测波形：12341、2点对地2、4点对地3点模拟功放—TPA3113D2外围电路自举低通电容滤波滤波，阻直流模式选择模拟功放—TPA3113D2GAIN逻辑电路及输入电容的取

6、值计算模拟功放—TPA3113D2一、三红框内滤波电路主要作用是缩小高频回路，改善EMI，并能保护喇叭免受高频成分的损伤。模拟功放—TPA3113D2讨论：失真的形成。1.PVCC、电感2PLIMIT2.PLIMIT3.GAINDingLimitDwVOutputSTHD=0.1%THD=1%THD=10%NOSTARTHEAVYCLIPPINGCLIPPINGCLIPPING数字功放TAS5707数字功放—TAS5707MCLK主时钟频率、功放的基准频率；DRC：动态量程控制SCLK位时钟，传输音频信号；Dy

7、namicRangeControlLRCLK帧时钟，切换左右声道；SRC：采样率转换器I2C用于控制命令传输。SampleRateConvertor数字功放—TAS5707DRC:可把不同频段的信号按不同的比例或压缩或衰减延长，以达到降低功率的目的。优点：可自由编程，动态控制压缩比，降噪，智能提升小音频信号等。DRC需要确定起控点，还有DRC起控后的压缩系数。功放由音频输入得到一个均方根电压预估值，和标准值进行比较，进而确定补偿系数。数字功放—TAS5707时钟要求：（Fs：字时钟，用来同步音频信号）数字功放—

8、TAS5707BCLK、MCLK可接受频率范围：数字功放—TAS5707I2S时钟实测波形：LRCLK=fs=48KHZBCLK=64Fs=3.072MHZMCLK=256Fs=12.288MHZ数字功放—TAS5707标准电路有预留将BCLK与MCLK串联的电阻，只有当Fs为44.1K和48K时才可以将BCLK、MCLK连通，此时MCLK可通过功放内部倍频产生。对改善EMI有一定作用