杂音抑制 杂音抑制是衡量IC能力的另一指标,也就是将IC静音或上电(或断电)时出现的突发性噪音或瞬态噪音减小到最小的能力。很难在输出驱动器中获得这样的性能,这是因为对输出驱动器来说,没有下游电路可以被静音,从而屏蔽出现的异常信号。若插入了耳机,那么无论用什么驱动都不可避免的造成音频系统的瞬变性能。 耳机驱动器通常采用单电源供电,其输出通过大隔直流电容交流耦合至插孔,如图1所示。这样的安排可以防止耳机两端出现直流电压。正常工作过程中,由于电容的耳机侧是地电势,而放大器输出直流偏置约为电源电压的一半,因此隔直电容两端有直流电压。电源首次上电时,必须将电容充电至直流工作电压,但是充电电流还是必然流经负载(耳机音频线圈)。那么用什么方法才能防止该电流产生杂音信号呢?
图1. 该电路是用于单电源产品中耳机驱动器的典型配置,其中包括串联电容,
与耳机阻抗一起构成了高通滤波器(为了阻断来自耳机的DC所必需的)。
有些设计使用放大器输出周边的JFET与分立元件抑制充电电流,有些电路则提供RC时间常数减缓导通时的瞬变,该方法通过降低干扰频率的含量,减少干扰因素。有的产品采用了背对背指数斜坡(S形)进一步抑制上电引起的杂音。与RC指数方法不同的是,这种抑制方式不会引起dv/dt的突变。 由于输出电容需要对GND放电,因此断电时的瞬变更难解决。放大器怎么才能在没有电源的情况下控制输出电容的放电?
一种不同的方法 理想的方法是完全省去输出电容,从而消除流经耳机音频线圈的充电或放电的影响。例如通过为耳机驱动提供直流耦合、0V输出偏置,并用双极性电源为放大器供电,就可以省去这些电容。但是绝大多数电池供电设计都受单端电源的限制,这种情况下有如下选择。 一种选择是使用第三个放大器将耳机返回端偏置在电源电压的中间位置,这样就产生了“伪0V”输出偏置。由于主立体声放大器的偏置也是满摆幅的一半,于是可以省去直流耦合电容。因此,第三个放大器必须具备从两个主放大器吸取并提供电流的能力,并足以处理任何耳机插头(插孔管套需要与机壳隔离)插入时的ESD放电。
另一种选择是利用提供的正电源产生专用的负电源,或使用传统的产生负电源的耳机放大器(图2)。对于后者来说,ESD与接地都不成问题,并且额外的电压幅度使输出电压峰-峰值几乎翻倍—采用+3V或小于+3V电源供电时,这是很有用的。
图2. 为了实现放大器的双电源供电,板上电荷泵将正电源电压反相。
不再需要串联电容,电荷泵所需的微型陶瓷电容极大地减小了PCB的面积。
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