AB類音頻放大器在音頻設計中仍有一席之地

音頻設計一直是大多數(shù)電子工程師熱衷的課題，在音頻設計中人們對完美的追求遠遠超過對成本的考慮。然而，最簡單的電路有時可提供最佳性價比方案。雖然市場上眾多新的低功率揚聲器彰顯出向D類音頻性能發(fā)展的趨勢，但就低成本、低失真和低噪聲而言，AB類音頻性能仍然最有競爭力。

差分AB類輸出

AB類結(jié)構(gòu)提供的信號與噪聲加失真比可能比D類好達十倍。它的結(jié)構(gòu)更簡單、輸出端無需電抗濾波器件、輸出信號中也不會出現(xiàn)由頻率高達幾百kHz的切換所產(chǎn)生的電磁輻射。然而，AB類輸出級還只是低噪聲和低成本音頻放大器結(jié)構(gòu)的一部分。另外，系統(tǒng)設計還證明若要在低頻率下提供良好的音頻性能，揚聲器必須使用大容量的耦合電容器。即便是有相當高阻抗的揚聲器，也需要一個幾千微法的電容器來提供極低的阻抗以獲得足夠的驅(qū)動。AB類差分輸出解決了這一問題，它可以直接驅(qū)動揚聲器而不需要采用隔直流電容。另外，與傳統(tǒng)的單端驅(qū)動相比，如果差分輸出信號反相，負載將獲得兩倍的輸出電壓。

差分輸入級和噪聲性能

差分輸入級也能為放大器的噪聲性能帶來好處。噪聲可以從兩方面污染信號，即地線上的噪聲和耦合到信號中的噪聲。

在所有的混合信號音頻設計中，附近會有一些數(shù)字電路，通常很難實現(xiàn)兩個地平面(一個模擬、一個數(shù)字)的理想布放。因此，高速數(shù)字噪聲會耦合到模擬地上，從而極大地降低高性能放大器所炫耀的信噪比。在高精度模擬設計中，一般都假設地線實際上永遠不會達到零伏。在地線上分別存在低頻和高頻噪聲，前者是由流入模擬器件的電源端的電流所引起，而后者則通常由流入數(shù)字器件電源端的浪涌電流以及信號線和地之間的耦合噪聲所引起。如果輸入信號的參考地為噪聲地，那么該噪聲將被絲毫不差地出現(xiàn)在放大器的輸出端。

除了放大器的地線噪聲外，噪聲還可能從周圍電路中耦合到信號中。例如，手機中的噪聲可能來自射頻電路、高速數(shù)字電路或者幾個開關(guān)式穩(wěn)壓器。

差分輸入級克服了地噪聲和信號噪聲，而只有需要的信號才被放大。如果在PCB上輸入信號線靠的很近并相互并行，耦合到輸入端的任何噪聲將是共模的，因此不會被放大。所以在設計優(yōu)良的差分輸入級里，輸入電路的精確匹配意味著在每個輸入上的任何失真通常都是相同的，因而會被差分輸入級的差分特性抵消掉。

差分輸入/輸出放大器理論分析

圖1給出了奧地利微電子公司的一個1.8W的AB類差分輸入、差分輸出音頻放大器的原理圖。

圖1：AB類差分輸入、差分輸出音頻放大器原理圖。