基于DDX技术的全数字功放解决方案.pdfVIP

Intersil / Intersil / IInntteerrssiill 社区：hhttttpp::////iinntteerrssiill..eeeeffooccuuss..ccoomm// DDX DDX 基于DDDDXX技术的全数字功放解决方案 前言 随着数字音源与数字音频技术的迅速发展，直接对数字音频信号进行功率放大而不 需要进行模拟转换(AC)的数字音频放大器得到了迅速发展，它具有效率很高并且能与数字音 源直接对接，实现端到端的纯数字音频处理和放大优点。这种 DDX 音频放大器可以接受来 自DSP 直接输入的数字音频编码信号，采用专利的 DDX 信 号处理技术来控制高效的功率 器件，不需要为每个声道准备D/A转换器，从而减少了中间不必要的转换层级，音质得到显 著的改善，成本也随着零部件数目的减少 而下降，从而把高音质、低功耗和低制造成本带到 人气很旺的高速增长的应用领域，如平板电视机、无线产品和个人音响系统。 DDX DDX DDDDXX音频放大器的基本结构 DDX 音频放大器包括2个主要部分：第一部分是采用专利DDX 技术的调制器，它 把数字音频接口得到的或者A/D 转换得到的PCM 数字音频数据转换成三态调制信号 输出； 第二部分是功率输出级，它包括三态驱动逻辑电路和全桥电路。经过三态调制的脉冲信号控 制全桥电路中晶体管的导通与截止，在负载的两端产生极性相反的 脉冲信号，脉冲的频率成 份包含还原的音频信号和与调制过程相关的高频分量，因此通常需要在输出级和扬声器之间 插入一个低通滤波器，避免高频分量直接驱动扬 声器，从而在扬声器上得到还原并且放大的 音频输出(如图1所示)。 图1DDX 基本功能块图 DDX DDX DDDDXX音频放大器驱动方式和调制方式 DDX 音频放大器的输出级采用全桥电路，它包含两个半桥输出级。每个半桥电路 包括两个输出晶体管，一个是连接到正电源的高端功率管，另一个是连接到负电源的低端 功 率管。全桥电路可以由单电源供电，在相同的电源电压下，全桥电路的输出信号摆幅是半桥 电路的两倍，理论上可以提供的最大输出功率是其四倍。传统的D 类放 大器采用差分工作 方式，开关信号控制两个半桥电路中功率管的导通与截止，半桥A 的输出极性必须与半桥B 的输出极性相反，使负载电流从一个半桥流入，从另一 个半桥流出，为滤波器提供极性相反 的脉冲信号，因此只存在正态和负态这两种差分工作状态。 Intersil / Intersil / IInntteerrssiill 社区：hhttttpp::////iinntteerrssiill..eeeeffooccuuss..ccoomm// 图2DDX驱动状态 DDX 音频放大器的调制器采用DDX专利的三态调制技术，增加了一个共模工作状 态，即两个半桥输出的极性相同(都为低)，从而使滤波器的两端被连接到地。这个共 模状态 称为阴尼态，和差分工作状态配合产生DDX 三态调制，如图2所示。阴尼态用于表示低功率 水平，代替两态方案中在正态和负态之间的开关。当音频信号处 于低功率水平的时候，传统 的两态方案仍然使输出晶体管处于开关状态，输出正负抵消的无用信号给滤波器和扬声器， 这样不但增加了的开关损耗和能量开销，降低 了音频放大器的效率和信噪比，而且不断地处 于开关状态不可避免地产生EMI。DDX三态调制方案利用阴尼态表示低功率水平，正态和负 态用于对扬声器提供大 功率。在相同测试条件下，DDX 三态调制方案比采用两态调制方案 的传统D类放大器产生的高频载波分量低16dB，在低功率水平时的放大器效率提高了 20%。 DDX三态调制方案的独有特性也改善了电源抑制比(PSRR)，因为在低功率水平时，滤波器的 差分动作非常小，阴尼态使扬声器的两端接地，从而使 电源的噪声不被听见。 许多D 类放大器采用PWM 输出至器件输入的负反馈环路以改善器件的线性，通过 控制环路对输出进行校正，以减少失真问题和电源问题。闭环设计的优势是以可能 出现的稳 定性问题为代价的，这也是所有反馈系统共同面临的问题。而 DDX 音频放大器采用数字开 环的设计，即使在驱动低阻抗扬声器的时候也不会产生放大器的 稳定性问题。同时，利用先 进的数字信号处理技术(DSP)，对预期的输出级误差进行预补偿或者校正，也可以改善放大器 的线性输出特性。并且可以在数字域