如何利用包絡(luò)追蹤功能提高聲頻放大器的效率

聲頻放大器的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)難題在于產(chǎn)生電源電壓。使用單芯鋰電池作為電源時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器會(huì)將該電壓升高，從而使聲頻放大器產(chǎn)生偏壓。升高的電壓水平要在聲頻質(zhì)量和功耗之間達(dá)成折衷。您希望將電源電壓升高到足以不扭曲或修剪某些聲頻信號(hào)（峰值功率較高）的水平。但您也不希望在其它聲頻信號(hào)期間耗散大量過(guò)電壓（峰值功率較低）。那么，魚與熊掌能否兼得呢？

如果電源能夠根據(jù)輸入的聲頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，那么答案是肯定的。較高功率的信號(hào)（需要使較高的電源電壓不發(fā)生扭曲）會(huì)將聲頻放大器的電源電壓升到更高。當(dāng)該信號(hào)離開并返回較低水平時(shí)，電源電壓降低。根據(jù)不斷變化的聲頻信號(hào)而動(dòng)態(tài)優(yōu)化電源電壓的過(guò)程被稱作包絡(luò)追蹤。聲頻功率放大器的包絡(luò)追蹤電源參考設(shè)計(jì)可將單芯鋰電池的電源電壓從5.5V一直調(diào)整到11.75V。圖1所示為實(shí)施過(guò)程。

圖1：對(duì)聲頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)追蹤的PMP9774框圖

包絡(luò)追蹤的關(guān)鍵在于測(cè)量輸入聲頻信號(hào)的強(qiáng)度。OPA4377是一種軌到軌輸出、低成本的運(yùn)算放大器，可調(diào)整左側(cè)聲頻輸入和右側(cè)聲頻輸入，并產(chǎn)生“包絡(luò)信號(hào)”。然后該信號(hào)驅(qū)動(dòng)晶體管，調(diào)節(jié)TPS61088升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。升壓轉(zhuǎn)換器包含內(nèi)部功率晶體管，并通過(guò)單芯鋰電池提供超過(guò)20瓦的輸出功率，驅(qū)動(dòng)聲頻放大器。

與將升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)至最高輸出電壓的傳統(tǒng)解決方案相比，包絡(luò)追蹤只需要額外的運(yùn)算放大器和無(wú)源器件來(lái)調(diào)整聲頻信號(hào)。利用這少量的額外電路和包絡(luò)追蹤，即可在聲頻放大器中實(shí)現(xiàn)顯著的省電效果。

包絡(luò)追蹤還可以在其它哪些應(yīng)用中幫您省電？

原文鏈接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/2016/03/24/make-your-audio-amplifier-more-efficient-with-envelope-tracking

編輯：jq