電池供電的揚聲器仍然是超級便捷的音頻播放方法之一，適用于室內、室外或其他任何播放音樂(lè )的場(chǎng)合。在本文中，我將討論具有集成DSP的音頻放大器是如何提高揚聲器的效率并延長(cháng)其運行時(shí)間的。

 

“電池可以持續多久呢？”

 

顯然，消費者希望便攜式揚聲器能夠更持久地播放自己喜歡的播放列表或播客，并且所需的充電時(shí)間更短。揚聲器生產(chǎn)公司已經(jīng)注意到這一點(diǎn)，有時(shí)甚至在零售包裝上列出了揚聲器的播放時(shí)間。

 

如果電池壽命對于便攜式揚聲器而言如此重要，那么您應該選擇容量更大的電池，對吧？對于某些設計是這樣的，但對于緊湊型揚聲器而言，根本沒(méi)有足夠的空間?；蛘?，額外的電池容量可能會(huì )大幅增加系統成本。

 

在無(wú)法靈活增加電池容量的情況下，設計人員面臨的問(wèn)題就變?yōu)?ldquo;如何用容量相同的電池實(shí)現更長(cháng)的播放時(shí)間呢？”答案是提高效率。對于音頻應用，中高功率（假設大于10W）的更高效放大器仍然是D類(lèi)放大器，其理論效率為100%（實(shí)際大于90%）。

 

盡管大于90%的效率是基準，但這通常是在實(shí)驗室使用恒定的輸入信號和輸出功率測量得到的結果。實(shí)際上，對于典型的音頻片段或歌曲，測得的放大器效率會(huì )根據所提供的輸出功率而不斷變化。這是因為在較低的輸出功率下，功率因放大器金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管中的熱量而損失的比率會(huì )增加。為了減小這些沒(méi)必要的損耗，最簡(jiǎn)單的解決方案是降低電源的電壓。對于音頻，設計人員可能不愿意這樣做，因為降低電源電壓可能會(huì )降低系統提供更高輸出功率的能力，尤其是在更高動(dòng)態(tài)范圍內提供峰值功率的能力。

 

中高功率揚聲器的電池壽命解決方案

 

為了在不影響輸出功率的情況下提高效率，TI推出了在DSP中采用Hybrid-Pro算法的TAS5825P D類(lèi)音頻放大器，該放大器通過(guò)連續分析輸入的音頻信號并向外部直流/直流轉換器提供脈寬調制反饋，可提高系統效率并降低沒(méi)必要的損耗。利用反饋，直流/直流轉換器可在音頻峰值需要時(shí)增大電源電壓，并在不需要更高的輸出功率時(shí)降低電源電壓。該功能可在低音量播放音頻時(shí)降低功耗并提高效率，同時(shí)不會(huì )限制放大器提供最大輸出功率的能力。圖1顯示了TAS5825P的方框圖。

 

  

圖1：TAS5825P方框圖

 

Hybrid-Pro理念很簡(jiǎn)單，它和我們在家中或工作中嘗試節能的方法是相同的。例如，當不使用房間中的電燈時(shí)，您會(huì )將其關(guān)閉以減少電費。不過(guò)，對于音頻放大器，您不希望只是關(guān)閉音樂(lè )！為了進(jìn)行更精確的比較，請將Hybrid-Pro視為一個(gè)自動(dòng)調光器。光傳感器并不關(guān)閉電燈（音頻放大器），而是自動(dòng)將電燈調暗，使其恰好達到當時(shí)需要的亮度（放大器的電源電壓）。圖2說(shuō)明了這一概念，其中放大器的電源電壓(PVDD)會(huì )隨著(zhù)所需輸出電壓的增大而增大。

 

圖2：TAS5825P Hybrid-Pro 包絡(luò )跟蹤

 

啟用Hybrid-Pro運行測試可使電池供電的揚聲器實(shí)現更長(cháng)的運行時(shí)間。與具有固定電壓軌的典型放大器相比，配置為Hybrid-Pro模式的TAS5825P可以將電池壽命延長(cháng)20%以上。此外，TAS5825P中的可調音頻先行緩沖器提供了高級電壓軌控制，而沒(méi)有音頻削波的風(fēng)險。

 

盡管DSP過(guò)去僅用于均衡和音頻濾波，但在音頻放大器中集成DSP所帶來(lái)的好處是空前的。TI具有集成DSP的D類(lèi)音頻放大器產(chǎn)品系列不斷突破極限，實(shí)現更高的系統級效率。了解有關(guān)使用DSP處理語(yǔ)音命令的更多信息。

 

 

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