便携式音频功率放大器设计

便携式系统都需要一个音频功率放大器用来驱动小的扬声器，输出功率1W~2W，用来驱动扬声器（RL=8/4ohm），同时提供50mW~100mW的功率用来驱动耳机（RL=32/16ohm）。在此情况下，BCD开发了自己的便携式系统中，音频功率放大器产品。

　　一、单端（SE）输出 vs. 桥式（BTL）输出

　　输出结构常见的有两种，SE(Single-ended)模式与BTL(Bridge-Tied-Load)模式，见下图-1。

图-1 单端模式与桥式模式

　　在便携式系统中，常见的直流电源电压，（+1.8V，+2.5V，+3.3V）通常不会超过+5.0V，如果是单端结构，输出的峰-峰值电压Vp-p最大只有5.0V，实际上由于输出级上、下管子的饱和压降，在没有被削波的前提下，Vp-p最大只有4.5V左右，这样有效值 = =1.59V，全部加到RL=4ohm的负载，输出功率 =0.63W。所以单端结构，无法输出2W功率。

　　如果是BTL输出结构，Vp-p则可以达到8.0V，有效值 = =2.828V，加到RL=4ohm的负载，输出功率 =2.0W。

　　因此要在VCC=5.0V条件下输出2W左右的功率，只能采用桥式输出结构。所以单端结构常用来驱动耳机，而BTL结构常用来驱动音箱。见下图-2 AA4002典型应用原理图。

图-2 AA4002典型应用图

　　从上图中，看到在驱动耳机时，还需要有一个较大的电解电容，它的作用是，
　　①隔断直流基准电压Vbias（1/2VCC）。如果没有隔直，直流电压会直接流过后面的扬声器线圈，使纸盆平衡位置偏向一端，Vbias过大甚至损坏线圈。
　　②耦合交流的音频信号，它与扬声器负载构成了一阶高通滤波网络，见图-1。由经典公式（1）可知，电容值的大小影响低频处的截止频率fc有关。

公式（1）