便攜式系統(tǒng)都需要一個(gè)音頻功率放大器用來驅(qū)動(dòng)小的揚(yáng)聲器，輸出功率1W~2W,，用來驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器（RL=8/4ohm），同時(shí)提供50mW~100mW的功率用來驅(qū)動(dòng)耳機(jī)（RL=32/16ohm）。在此情況下,，BCD開發(fā)了自己的便攜式系統(tǒng)中,，音頻功率放大器產(chǎn)品。
 

　　一,、 單端（SE）輸出 vs. 橋式（BTL）輸出

　　輸出結(jié)構(gòu)常見的有兩種,，SE(Single-ended)模式與BTL(Bridge-Tied-Load)模式，見下圖-1,。

圖-1  單端模式與橋式模式

 　　在便攜式系統(tǒng)中,，常見的直流電源電壓，（+1.8V,，+2.5V,，+3.3V）通常不會(huì)超過+5.0V，如果是單端結(jié)構(gòu),，輸出的峰-峰值電壓Vp-p最大只有5.0V,，實(shí)際上由于輸出級上、下管子的飽和壓降,，在沒有被削波的前提下,，Vp-p最大只有4.5V左右，這樣有效值 = =1.59V,，全部加到RL=4ohm的負(fù)載,，輸出功率 =0.63W。所以單端結(jié)構(gòu),，無法輸出2W功率,。

　　如果是BTL輸出結(jié)構(gòu)，Vp-p則可以達(dá)到8.0V,，有效值 = =2.828V,，加到RL=4ohm的負(fù)載，輸出功率 =2.0W,。

　　因此要在VCC=5.0V條件下輸出2W左右的功率,，只能采用橋式輸出結(jié)構(gòu)。所以單端結(jié)構(gòu)常用來驅(qū)動(dòng)耳機(jī),，而BTL結(jié)構(gòu)常用來驅(qū)動(dòng)音箱,。見下圖-2 AA4002典型應(yīng)用原理圖。

圖-2  AA4002典型應(yīng)用圖

　　從上圖中,，看到在驅(qū)動(dòng)耳機(jī)時(shí),，還需要有一個(gè)較大的電解電容，它的作用是,，
　?、?nbsp;隔斷直流基準(zhǔn)電壓Vbias（1/2VCC）,。如果沒有隔直，直流電壓會(huì)直接流過后面的揚(yáng)聲器線圈,，使紙盆平衡位置偏向一端,，Vbias過大甚至損壞線圈。
　?、?nbsp;耦合交流的音頻信號,，它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波網(wǎng)絡(luò)，見圖-1,。由經(jīng)典公式（1）可知，電容值的大小影響低頻處的截止頻率fc有關(guān),。

公式（1）

　　電容Co越大,，截止頻率fc越低，意味著更低的頻率可以耦合到負(fù)載,，見圖-3,。

點(diǎn)擊看原圖

  圖-3  不同耦合電容下的頻響（RL=16ohm）

　　BTL結(jié)構(gòu)則不需要耦合電容，節(jié)約系統(tǒng)成本,，節(jié)省PCB空間,，改善低頻響應(yīng)。

　　不僅如此,，BTL結(jié)構(gòu)輸出,，它能有效地抑制共模噪聲。在相同的輸出功率條件下,，橋式模式的噪聲明顯小于單端模式下的噪聲,，見下圖-4對比，通道1（藍(lán)色）--負(fù)載兩端,，通道2（綠色）--電源,。這是因?yàn)橄嗤臎_擊會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在橋式輸出結(jié)構(gòu)的‘+’、‘-’兩端,，通過負(fù)載后,，會(huì)相互抵消，不對揚(yáng)聲器做功,，聽不到”POP”聲,，這種結(jié)構(gòu)對于上電、掉電噪聲,，操作噪聲都有很好的抑制,。

圖-4  橋式模式與單端模式輸出的”POP”噪聲

      
　　實(shí)際上，講輸出功率是多少,，通常需要指定條件,，比如電源電壓[VCC],，輸出負(fù)載[RL]，諧波失真[THD+N],。只有這些條件確定之后,，輸出功率才有意義。在產(chǎn)品規(guī)格書中,，通常會(huì)提供以下圖表,，輸出功率 vs.電源電壓，見圖-5,，輸出功率vs.負(fù)載,，圖-6，以及輸出功率vs.諧波失真+噪聲,，圖-7,。

圖-5  AA4002 Po vs. Supply voltage with different THD+N

圖-6  AA4002 Output Power vs. Load Resistor

圖-7  AA4002 THD+N vs. Output Power

 　　二、 低音增強(qiáng)

　　對于小功率的音箱,，由于尺寸的限制,，它們的低頻響應(yīng)通常都很差，而人耳又偏偏對于低頻的音樂反映不敏感,。有必要在電子線路上想辦法,，解決這一問題。低音增強(qiáng),，它的實(shí)現(xiàn)方法是在反饋回路中,，通過增加電容，來實(shí)現(xiàn)低頻部分的增益大于通帶內(nèi)的增益,，相當(dāng)于環(huán)路系統(tǒng)中增加了一個(gè)極點(diǎn),，一個(gè)零點(diǎn)，在AA4002的典型應(yīng)用電路圖中,，電容C2,、C11就是這樣的電容，見圖-2,。

　　那么它的理想傳遞函數(shù),，公式（x）
           
　　極點(diǎn)，

　　零點(diǎn),，

　　假設(shè)R1=R2=R3=20K,，C2=0.068uF，則可以計(jì)算出f_ZERO=234Hz,，f_POLE=117Hz,，波特圖如下。這個(gè)幅度與相位只是對于低音增強(qiáng)這一段,，如果是BTL輸出,，則增益還會(huì)增加一倍（6dB）,，如果信號從PIN10/12腳輸入，經(jīng)過兩級反相,，則輸出端,、輸入端的相位差接近0DEG，具體可以參考AA4002 Design tools,。

結(jié)論：便攜式音頻功率放大器設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),，在此基礎(chǔ)上可以設(shè)計(jì)自己想要的便攜式產(chǎn)品。