本文以美國國家半導體的音訊驅動器LME49810為例進行說明，該組件可提供200V的峰峰值輸出電壓擺幅，并可驅動不同類型的輸出級，適合高階消費和專業(yè)級音訊應用，包括主動錄音室監(jiān)視器、超重低音揚聲器、音訊/視訊接收器、商用擴音系統(tǒng)、非原廠音響、專業(yè)級混音器，分布式音訊和吉他放大器等。此外，也適用于各類高電壓及低失真要求的產業(yè)用音訊系統(tǒng)?？蔀橐粲嵪到y(tǒng)提供更精簡的設計，協(xié)助設計人員更容易的開發(fā)出高性能音訊系統(tǒng)，實現(xiàn)更高的穩(wěn)定性和一致性，大幅減少系統(tǒng)研發(fā)和生產時的分離式組件匹配及調節(jié)工作。

　　設計技巧

　　采用美國國家半導體的音訊驅動器來設計高質量音訊系統(tǒng)的方法有很多。以下為設計建議。

　　輸入級：輸入級設計是放大器最關鍵的一環(huán)。透過來自反饋的訊號進行相減，輸入級會產生一個誤差訊號，然后把這個誤差訊號驅動到輸出。該誤差訊號通常很小，足以為放大器提供足夠的線性度。

　　LME49810是一款雙極輸入放大器，其輸入阻抗的匹配性相當重要。受來自正輸入埠和負輸入埠的偏置電流的影響，輸入阻抗的失配會導致輸入偏移電壓。該輸入偏移電壓將按照死循環(huán)增益放大。當然，LME49810的輸入偏置電流很低，對于一般的應用來說，出現(xiàn)在輸出的偏移電壓可以忽略。

　　圖1：輸入級和反饋應用示意圖。

　　一般來說，通常采用的的音訊輸入設計有兩種：交流或直流耦合輸入。交流耦合輸入的優(yōu)點是來自前置放大器、濾波器級或編譯碼器級的放大器輸入直流偏移一般都是零，且無需在放大器中加入任何的直流伺服電路來防止直流故障。而直流耦合輸入的優(yōu)點則是無需使用大尺寸和昂貴的交流耦合電容；不會出現(xiàn)由交流耦合電容所產生的低頻失真；可減輕交流耦合RC網(wǎng)絡的噪聲。

　　負反饋系數(shù)：功率放大器的負反饋設置可為系統(tǒng)帶來較高的穩(wěn)定性和線性度。當放大器在高頻工作時會出現(xiàn)相位位移，而較大的負反饋系數(shù)可減輕在高頻時的不穩(wěn)定性和振蕩。在分離放大器系統(tǒng)中，高反饋系數(shù)將會引起很差的瞬態(tài)響應或高頻不穩(wěn)定性。然而，LME49810擁有一個較高的開環(huán)增益，因此它的死循環(huán)增益誤差和電源紋波抑制會較小，可以最大化電路中的負反饋，因而提高系統(tǒng)的線性度。通常，建議采用30dB至40dB的電壓增益。

　　圖2：輸出偏置電路結構。

　　補償：放大器的補償是用來調節(jié)開環(huán)增益和相位性能，以便當反饋被關閉時能把系統(tǒng)穩(wěn)定下來。一般來說，要獲得較高的穩(wěn)定性補償越大越好。可是，補償越大，音訊芯片的頻寬和壓擺率就越低，而較低的壓擺率會使系統(tǒng)產生出較柔和的音訊特性，相反較高的壓擺率則可產生較清晰和真實的音訊特性。LME49810的密勒補償是透過在‘Comp’和‘BiasM’接腳之間加插一個電容來實現(xiàn)的，最適合的電容取值范圍是10p到100p。此外，補償電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)應較低，以避免電容的等效串聯(lián)電阻引發(fā)潛在零點。在一般情況下，采用陶瓷電容要比采用電解電容的效果更好。

　　靜音：MUTE接腳是由流進的電流量所控制。從50uA到100uA為‘PLAY’模式，而低于50uA的為‘MUTE’模式。建議不要讓流進MUTE接腳的電流超出200uA。

　　輸出偏置：LME49810有兩個用來設定偏置的專用接腳(BIASP和BIASM)，可以提供一定的輸出偏置電流?？勺?font color="#000000">電阻器Rpot可用來調節(jié)輸出級的偏置電流，將Rpot+ R b1的電阻降低可以提高偏置電壓。倍增器QMULT用來補償偏置電壓以防止雙極輸出晶體管出現(xiàn)熱漂移。QMULT必須與輸出晶體管連接在相同的散熱器上。

　　輸出晶體管：音訊功率放大器中最常見的輸出級是圖3所示的射極跟隨器。它通常都被稱為雙射極跟隨器或達林頓管。其中第一個跟隨器會作為輸出級的驅動器。

　　圖3：輸出射級跟隨器。

　　射極跟隨器的大訊號線性度主要取決于負載的大小。隨著負載增加(即負載電阻減少)，輸出電流亦同時會增加。受RE和位于高電流密度的β滾降的影響，BJT電流增益會減少。這種情況下，可能會降低線性度并增加在輸出級的失真。對于比較高功率的應用來說，建議采用多級輸出來維持高電流和更佳的線性度。LME49810音訊驅動器擁有約50mA的輸出電流，它可以根據(jù)要求配置成達靈頓管或平行晶體管輸出。

　　輸出級晶體管放大匹配：雙射極-跟隨器或達林頓管通常都擁有一個高的電流增益系數(shù)Ic=βIb。為了提高輸出級的穩(wěn)定性，負極端和正極端的電流放大必須匹配。

　　圖4：射級負反饋電阻的應用。

　　對平行晶體管配置來說，必須確定中等功率晶體管的驅動能力。中等功率晶體管的輸出電流(Ic)必須大于高功率晶體管的最小驅動電流(Ib)以免在中等功率晶體管級上出現(xiàn)過載。