ADI 两大热门 D 类放大器 (下)
上文我们为大家介绍了 ADI 两大热门即插即用型 D 类放大器：MAX98361 和 MAX98365，本文将介绍 ADI 可提供高效率和大音量输出的 D/G 类放大器。
什么是 D/G 类放大器？
D/G 类放大器是一种 D 类放大器，能够根据信号电平在两个电源电压之间切换。当音量低时，它以低电压运行；当音量高时，以高电压运行，从而优化功耗。这样可以在待机或低音量播放时保持低功耗，同时实现大音量播放。这一特性在智能音箱中需求尤为突出。
D/G 类放大器的特性
- 根据信号电平切换电源电压：此功能可大大降低待机功耗，既可节能性能，又能实现大音量播放。
- 实时 IV 传感：内置 IV 感应电路，可以实时监控扬声器电流和电压，这样可以保护扬声器并改善系统的声学效果。
- Hi-Fi 音质：它实现了超过 110dB 的高动态范围和低噪声，能够忠实地再现细腻而有力的音频，满足高保真设备的需求。
ADI 两大热门 D/G 类放大器
[MAX98396] 宽功率范围、超声兼容、带 IV 感应的 20V D/G 类放大器
MAX98396 为高效、单声道 DG 类扬声器放大器，具有业界领先的超低静态功耗，提供 I/V 检测、防掉电引擎 (BPE) 和动态裕量跟踪 (DHT)。支持 20W (8Ω，19V)、19W (4Ω，14V) 和 60W 峰值输出 (4Ω，19V)。它支持高分辨率播放和超声波输出。它是智能音箱和小型音频设备的理想产品，在市场上具有丰富的应用案例。其超声波输出可实现智能音箱等设备的占用检测和手势控制功能。下图 (图3) 为 MAX98396 功能框图：
特点
- DG 类放大器架构 (电源轨：VBAT 和 PVDD)
- 用于回放和 IV 感应路径的宽带滤波器
- 支持超声波应用
- 防掉电引擎 (BPE)
- 用于电路测试的音频发生器
- 输出速率控制 (AEL) 和扩频调制 (SSM)，用于降低 EMI 和无滤波器作
- 在功率波动 (DHT) 期间动态优化动态余量，提供压缩器和限制器功能
主要规格
- 宽输入功率范围：3V~20V
- 输出电流限制：6.2A (最小值)
- 静态功耗 (DG 模式)
- 12.7mW (VPVDD = 12V， VVBAT = 3.8V)
- 18mW (VPVDD = 19V，VVBAT = 5.0V)
- 采样率：8kHz~192kHz
- 输出
- 60W 峰值 (4Ω，VPVDD = 19V)
- 20W (8Ω，VPVDD = 19V)
- 19W (4Ω，VPVDD = 14V)
- 输出噪声：15.5μVrms，A 加权 (DG 模式)
- 超声波信号的音频处理旁路
[MAX98397] 兼容 28V、IV 感应、带防掉电功能的 D/G 类放大器
MAX98397 是一款高效率、单声道 DG 类扬声器放大器，具有业界出色的静态功耗，集成了扬声器电流和电压检测 (IV SENSE)、掉电保护引擎 (BPE) 和动态裕量跟踪 (DHT) 功能。MAX98397 是最新型号的 D/G 类放大器(截至 2024 年 9 月)。它可以处理 42W (8Ω，19V)、26W (4Ω，16V) 和 100W (8Ω，28V) 的峰值输出，同时也支持高分辨率播放和超声波输出。
MAX98397 基本配置与 MAX98396 相同，但可以实现更大的输出，它可以应用于立体声扬声器 (如条形音箱) 和更专业的音频产品。下图 (图4) 为 MAX98397 功能框图：
主要规格
- 宽输入功率范围：3V~28V
- 静态功耗 (VVBAT =3 .8V，VPVDD = 20V)：21mW
- 输出噪声：21.5μVrms，A 加权
- 输出电流限制：8.0A (最小)
- 效率
- 83% (1W/8Ω)、93% 峰值 (8Ω，VPVDD=24V)
- 81% (1W/4Ω)、 90% 峰值 (4Ω，VPVDD=24V)
- 输出
- 100W 峰值 (4Ω，VPVDD=28V)
- 42W (8Ω / VPVDD=28V / THD+N = 1%)
- 26W (4Ω / VPVDD=16V / THD+N = 1%)
- 采样率：8~192kHz
D/G 类放大器型号对比
下表对比了主要 D/G 类放大器型号的关键规格，供各位工程师选择合适的产品参考。
| 参数 | MAX98397 | MAX98396 | MAX98395 |
|---|---|---|---|
| 配置 | 单声道 (Mono) | ||
| 架构 | DG 类 | ||
| IV-Sense 感应 | 是 | 是 | 是 |
| 供电范围 | PVDD = 3V-28V VBAT = 3V-5.5V |
PVDD = 3V-20V VBAT：3V-5.5V |
PVDD= 3V-14V VBAT：3V-5.5V |
| 静态功耗 | 25.3mW (PVDD=24V，VBAT=5V) |
16.5mW (PVDD=12V，VBAT=5V) |
10.6mW (PVDD=12V，VBAT=5V) |
| 噪声 (A 加权) | 21.5μVRMS (PVDD：24V，VBAT=5V) |
15.5μVRMS | 11μVRMS |
| 输出功率 THD+N ≤ 1% |
42W (28V, 8Ω ) |
20W (PVDD=19V, 8Ω) |
7.7W (PVDD=12V, 8Ω) |
| 总谐波失真 + 噪声 | -85dB (3W, 8Ω, fIN = 1kHz) |
-82dB (1W, 8Ω, fIN = 1kHz) |
-83dB (2W, 8Ω, fIN = 1kHz) |
| 电流限制 | 9A (典型值) 8A (最小值) |
7A (典型值) 6.2A (最小值) |
6A (典型值) 4.5A (最小值) |
| 效率 | 81% (1W, 4Ω, PVDD=24V) |
82% (1W, 4Ω, PVDD=12V) |
81% (1W, 4Ω, PVDD=12V) |
| 采样率 | 8kHz-192kHz (回放和 IV Sense) |
8kHz-192kHz (回放和 IV Sense) |
8kHz-96kHz (回放和 IV Sense) |
| 封装 | 35-WLP (6.3mm2，0.4mm 间距) |
35-WLP (6.5mm2，0.4mm 间距) |
28-WLP (4.67mm2，0.4mm 间距) |
ADI D 类音频放大器的通用功能
ADI 的音频放大器集成了多种技术，可降低噪声并保护音质。以下是它的一些主要功能：
降噪功能
此功能可降低数字放大器固有的 EMI 辐射，并实现无滤波器运行，普遍应用于 ADI 所有 D 类放大器中。
SSM (扩频调制)
为了实现 PWM 的开关输出，内部生成的基准波的周期在每个周期中略有变化，这会分散集中在开关频率及其谐波中的能量。
AEL (主动辐射限制)
输出 FET 的上升和下降时间越短，效率越高，但从电磁干扰 (EMI) 辐射的角度来看并不理想。AEL 通过智能控制边缘速率，在保持效率的同时大幅降低 EMI 辐射。
由于无需噪声滤波器，可简化电路设计。使用较少元件即可构建紧凑型电路，对降低产品成本也具有显著效果。
稳定音频播放的功能
当设备温度上升或电池电压波动时，以 D/G 类放大器为核心，具备以下保护音质的功能，这些功能共同确保了稳定可靠的音频播放体验。
热折返
当设备超过设定温度时，衰减器会激活并自动调整输出电平。此机制可抑制器件的温升，从而避免了由于热关断而导致的输出中断。
DHT (动态余量跟踪)
此功能可自动优化电源电压波动的余量。在电池电压下降等情况时进行动态控制，以防止输出波形的削波，抑制失真，并保持稳定的音质。
ADI 音频放大器产品阵容
ADI 提供丰富的音频放大器产品线供您选择。除了本文介绍的产品外，还有更多型号可选。下图 (图7) 展示了 ADI 音频放大器主要产品系列：
应用实例
- 智能音箱
- 条形音箱
总结
本文主要介绍了 ADI 可提供高效率和大音量输出的 D/G 类放大器的特性、代表型号及其优势。除此以外，还为大家介绍了 ADI D 类音频放大器两大通用功能：降噪、稳定音频播放，以及 ADI 音频放大器产品阵容。欲了解关于更多 ADI 相关方案或技术信息，请与骏龙科技当地的办事处联系或点击下方「联系我们」，提交您的需求，骏龙科技公司愿意为您提供更详细的技术解答。
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