為智能可聽戴式設(shè)備選擇音頻放大器
發(fā)布日期:2022-06-04
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“音頻放大器”（audioamplifier）是插入耳內(nèi)或置于耳后的智能可聽戴式設(shè)備（hearabledevices；無論是有線的還是無線）之主要組成部份。
針對聽戴式裝置設(shè)計(jì)，類比電路透過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換聲音，進(jìn)行放大和調(diào)節(jié)后，再將其發(fā)送到微控制器（MCU），讓MCU進(jìn)一步調(diào)節(jié)并過濾訊號，最后驅(qū)動微型揚(yáng)聲器，將訊號傳送至耳膜?；谖⑻幚韱卧∕PU）的數(shù)位處理可以促進(jìn)背景雜音和聲學(xué)反饋消除，增強(qiáng)語音效果，并提供自動增益控制（AGC）。
圖1：方塊圖中顯示聽戴式裝置設(shè)計(jì)的基本建構(gòu)模組。（來源：TexasInstruments）
音頻放大器采用線性模式的電晶體來形成輸出電壓，該輸出電壓可說是輸入電壓的可縮放版本。
音頻系統(tǒng)通常使用A類（classA）、B類（classB）和AB類（classAB）放大器。但是，對于微型的聽戴式裝置，B類和AB類放大器由于功耗很大，因此并不是務(wù)實(shí)的選擇。只要設(shè)計(jì)工程師能夠確保在放大器的線性范圍內(nèi)操作，為前置放大器（pre-amp）選擇一款有助于降低失真的A類放大器似乎才是理想的選擇。
A類放大器具有低失真和回音。問題在于，當(dāng)使用小型電池時，A類放大器的能耗較高，動態(tài)范圍也不大。因此，A類放大器的高能效版本——H類（classH）前置放大器或許會是更好的選擇。
然而，實(shí)際上，D類放大器正逐漸成為聽戴式設(shè)計(jì)的最佳選擇。早在1958年即已被提出的D類放大器，其功耗比上述的放大器更少得多了。因此，D類放大器更具有能源效率，并因而延長了電池壽命。
圖2：數(shù)位輸入的D類放大器讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾乎得以隨插即用。（來源：MaximIntegrated）
更重要的是，D類放大器無需使用數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器（DAC）的需求，因而能夠直接驅(qū)動揚(yáng)聲器。聲音不必經(jīng)過數(shù)位處理，因此，放大后的聲音更清晰、更自然，也更悅耳。
在將更具功效的放大功能帶到聽戴式裝置等小型裝置方面，D類放大器顯然扮演著至關(guān)重要的角色。醫(yī)療助聽器正是D類放大器的電源效率和低雜訊特性得以大顯手的另一項(xiàng)設(shè)計(jì)前線。
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