手机音频功率放大器比较

1、手机音频功率放大器比较现在手机的多媒体功能日益增强，而MP3已经成为主流手机的一个标准配置。但是随着MP3的出现，手机的功耗问题和抗干扰问题也暴露出来。在手机MP3的播放过程中，手机音频功放消耗了绝大部分电流，因此，研究并提高音频功放的效率显得特别重要。另一方面，手机上因为存在GSM的TDD noise干扰，给手机的音频电路的抗干扰也提出了很高的要求。本文重点比较分析了我们在A700上使用的LM4889，和与之兼容的2890以及D类功放tpa2005d1之间的差异，给大家一个参考。一、音频功率放大器重要参数：在手机音频功放的参数中PSRR，THD+N，SNR，AO，Po,Isc等参数决定了一个

2、音频功放的优劣，特别是PSRR值，对手机的抗TDD noise起到了很大的作用。1、 PSRR（power supply rejection rate）电源纹波抑制比：是音频放大器的输入测量电源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求，PSRR绝对值越大越好，音频放大器输出抗电源干扰性能就越好。2、 （total harmonic distortion+noise）总谐波失真+噪声：总谐波失真是指一个模拟电路处理信号后，在一个特定频率范围内所引入的总失真量。噪声通常指不需要的信号，有时是由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰

3、)。总谐波失真和噪声越小越好。3、 SNR（signal noise ratio）信噪比：指一个模拟信号中有用信号和噪声的比值。信噪比越高有用信号成份越多，音效越好。4、 AO增益：是指放大器输出功率和输入功率之间的比值。增益越大说明放大器的效率越高。5、 POCM最大输出功率：反映了一个音频功率放大器的负载能力，通常音频放大器厂家会提供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率。6、 关断电流(Shutdown current)和输出偏移电压(Output Offset Voltage)：关断电流越小，说明在待机条件下的放大器功耗小。输出偏移电压小有利于电池寿命的延长。二、在手机工

4、作条件下各个功放的比较曲线：音频功放共分为模拟和数字两大类，模拟功放又分为A类,B类,AB类，A类功放效率比较低，B类功放交越失真比较大，所以现在设计中基本上不再使用。AB类功放集中了A类和B类功放的优点，在目前手机上使用比较多。D类功放是数字功放，具有很好的性能，但价格比AB类功放略贵一点。AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式，所以我们主要比较这两类功放之间的一些性能。 AB类为模拟放大器，主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。D类为数字放大器，具有效率高低失

5、真，频率响应曲线好。外围元器件少优点。 这次主要对AB类放大器（LM4889、NCP2890）和D类放大器（tpa2005d1）之间的一些参数进行比较，由于受到DATASHEET的限制只能在Vp = 3.3 V, RL = 8.0，AO=2，有些特殊的地方专门指出。1、电源纹波抑制比（PSRR）：a)LM4889（PSRR）：红点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=217Hz，PSRR=-60dB； 蓝点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=1KHz，PSRR=-62dB。 b)NCP2890（PSRR）：红点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=2

6、17Hz，PSRR=-72dB； 蓝点标示处R(IN)=10ohm,Vdd=3.3V，f=1KHz，PSRR=-73dB。c)tpa2005d1（PSRR）：红点标示处input floating,Vdd=3.6V，f=217Hz，PSRR=-90dB； 蓝点标示处input floating,Vdd=3.6V，f=1KHz，PSRR=-75dB。2、总谐波失真+噪声（THD+N）:a)LM4889（THD+N）:红点标示处PO=0.4W, THD+N=0.2%。b)NCP2890（THD+N）:红点标示处PO=0.4W, THD+N=0.007%。c)tpa2005d1（THD+N）:红点标

7、示处PO=0.4W, THD+N=0.17%。3、输出功率（Po）：a) NCP2890（Po）: 红点标示处V=3.3V, Po=0.55W。b) tpa2005d1（Po）:红点标示处V=3.3V, Po=0.5W。4、关断电流（Isc）：a)tpa2005d1（Isc）:红点标示处shutdown voltage=GND，I(sc)接近0。 5、效率（Efficiency）：红点标示处RL=8ohm,Vp=3.6V时D类放大器的效率为84%；蓝点标示处RL=8ohm,Vp=3.6V时AB类放大器的效率为62%；三、在手机工作条件下各个功放的参数比较：条件：Vp = 3.3 V, RL =

8、 8.0，AO=2，还有一些特殊的地方专门指出。SymboltypicalUnitsLM4889(AB类)NCP2890 (AB类)tpa2005d1(D类)Shutdown Current0.010.01接近0A (max)Output Power0.40.550.5WTHD+N（PO为0.4W）0.20.0070.17%PSRRR(IN)=10ohm217Hz-60-72-90dB1KHz-62-73-75EfficiencyV=2.6V 48%V=5.0V 63%79% at 100 mW84% at 400 mW%通过上述比较我们可以得出：1、 AB类放大器LM4889和NCP2890：从比较结果来看NCP2890-D在抗电源干扰、功率、失真、效率等方面都要略优于LM4889。2、 D类放大器tpa2005d1相比于AB类放大器LM4889和NCP2890来说，失真更低，效率更高。四、总结：在手机音频的功放选择中，AB类放大器是模拟放大器中效率较高、失真较小，功放晶体管功耗较小，散热好的