G/H类放大器:如何实现高音质和低功耗的承诺
时间:01-31
来源:互联网
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最佳和最差的H类或G类放大器之间的差异程度
基于成本和可用性的考虑,耳机放大器一般采用CMOS技术制造。虽然VSUPMIN的理想值取决于放大器的电路设计,然而在实践中往往取决于用以制造放大器的CMOS技术的最低阈值。
在现今的放大器设计中,VSUPMIN的定义是2×VTH+Vdsat。如果制造该器件的CMOS工艺可通过实现较低的晶体管阈值来支持较低的 VSUPMIN值,将可以取得一个更好的结果。例如,如果放大器级以±1.2V的最低电源电压运行,则比播放相同音频信号的±0.9V运行的放大器增加了 30%的功耗。
这正是奥地利微电子特殊的LowVT CMOS工艺的承诺。这些工艺已用于生产全新的AS3561器件。AS3561是一个H类放大器,可为耳机放大器提供低至±0.9 V的电源电压。搭配高效率DC-DC转换器及自适应式电荷泵,它可将功耗降至最低:2 x 0.1mW播放的电池电压为3.6V,典型电流消耗仅有1.7mA。这种高效率架构与G类及AB类架构之间的功耗差异见图4。
图4:H类与AB类及G类的功耗比较
结论
与广泛使用的AB类放大器相比,G类和H类音频放大器可动态调节电源电压,大幅改善电源效率。但是,对大部分时间在放大器的总谐波失真阈值工作的器件的分析显示,采用低电压阈值工艺技术制造的H类放大器能额外节省30%的电力。
作者:奥地利微电子公司消费和通讯事业部 首席工程师Helmut Theiler,设计工程师Herbert Lenhard,产品经理Horst Gether
基于成本和可用性的考虑,耳机放大器一般采用CMOS技术制造。虽然VSUPMIN的理想值取决于放大器的电路设计,然而在实践中往往取决于用以制造放大器的CMOS技术的最低阈值。
在现今的放大器设计中,VSUPMIN的定义是2×VTH+Vdsat。如果制造该器件的CMOS工艺可通过实现较低的晶体管阈值来支持较低的 VSUPMIN值,将可以取得一个更好的结果。例如,如果放大器级以±1.2V的最低电源电压运行,则比播放相同音频信号的±0.9V运行的放大器增加了 30%的功耗。
这正是奥地利微电子特殊的LowVT CMOS工艺的承诺。这些工艺已用于生产全新的AS3561器件。AS3561是一个H类放大器,可为耳机放大器提供低至±0.9 V的电源电压。搭配高效率DC-DC转换器及自适应式电荷泵,它可将功耗降至最低:2 x 0.1mW播放的电池电压为3.6V,典型电流消耗仅有1.7mA。这种高效率架构与G类及AB类架构之间的功耗差异见图4。
![](../img/eec-Analog/Analog-131976uhxxdmiwrn4.jpg)
图4:H类与AB类及G类的功耗比较
结论
与广泛使用的AB类放大器相比,G类和H类音频放大器可动态调节电源电压,大幅改善电源效率。但是,对大部分时间在放大器的总谐波失真阈值工作的器件的分析显示,采用低电压阈值工艺技术制造的H类放大器能额外节省30%的电力。
作者:奥地利微电子公司消费和通讯事业部 首席工程师Helmut Theiler,设计工程师Herbert Lenhard,产品经理Horst Gether
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