基于 Richtek RT9119 的音效放大器之 家庭娱乐音效产品方案

随著电子产品的不断发展,功率放大器的性能对产品质量有着重要的影响。传统的线性功放(A、B、AB类)虽然有良好的线性度和THD等性能,但都有共同的缺陷,如效率都低于50%、功耗大,制约其在可携式产品上的应用[1],而高效率、节能、低失真、体积小的D类功放应用日益广泛

D类放大利用的原理为PWM(Pulse Width Modulation),作用方式类似于主机板上交换式电源概念,即利用数位频率波型的疏密来输出类比振幅的高低大小,频率密则振幅高,反之频率疏时则振幅降低。也因此运作模式,D类放大意被称为数位式功率放大或数位功放。
D类放大省略了传统AB类晶体放大,在做成大功率机型时所需的大型变压器、超大滤波电容,可改以小电容与类似交换式电源供应模式(Switching Power)的小型变压器取代,使得电能可以快速直接地驱动喇叭单体,此运作模式提供极高的电能利用率,纯理论上是100%运用,实务上电能利用率也经常在80%、90%水准。

由上述驱动模式即可发现,D类放大电路当然在工作时不易产生高热,所以可以免掉占空间的散热片,此外,由于采用PWM模式,D类放大电路所需的体积,会比传统的功率放大线路小了许多,成本也较低,加上低耗热优点,D类放大线路非常适合塞在小空间里。
不过以音质的角度检视,D类放大的缺点是以调变程序所形成的放大,其结果必然与原始信号有些出入,但在一般消费性产品的音乐播放上,其品质可被接受,甚至在目前的技术下,D类放大的音质越来越好


2声道D类放大器基本上在一个芯片中包含2个单通道放大器,可以分别操作2个声道

Richtek 推出高效能音效放大器RT9119, RT9119是使用I2S界面输入的高效身历声音讯功率放大器,可输出2x20W功率驱动8Ω BTL扬声器,电源利用效率高达90%以上,无需使用散热器材。它内建爆裂音抑制功能,可在各种条件下防止扬声器发出爆裂音。内建的保护电路可提供过热保护、过流保护、过压保护、直流和欠压保护等能力,各故障状态均有上报功能。


RT9119是I2S界面上的收端器件,可以接受外来的所有时钟信号。它支援master模式和slave模式,可接受8kHz至96kHz取样率的输入信号。它含有可程控的资料路由设计,可将资料导入内部扬声器驱动器使用。

RT9119使用三段式动态回应控制设计,具有灵活的多频段双二阶滤波器,可实现防削顶、功率限制和扬声器均衡等功能。

场景应用图

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产品实体图

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展示版照片

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方案方块图

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核心技术优势

1. 效率可达 96% 2. 支援 I2S 数字输入讯号 3. 内建 Anti-pop 功能避免开机Pop noise 4. 支援I2S 外部clock source 5. PWM switching 频率 352KHz or 384KHz依据取样频率调变 6. 可程式化DRC 过滤器

方案规格

1. 工作电压范围:8V至26.4V 2. 20V电源下可推8Ω BTL扬声器2x20W 3. 12V电源下可推8Ω BTL扬声器2x9W 4. 支援双声道身历声输出 5. 信号取样率8kHz至96kHz 6. 内建防爆裂音功能 7. 36个可程控双二阶滤波器供扬声器均衡使用 8. 可程控动态回应控制滤波器系数,支援多种压缩比例 9. 内建直流阻断滤波器 10. 具备欠压锁定保护、过压保护、过流保护、过热保护和直流保护等功能 11. 无需外加滤波器 12. 热强化的VQFN-28L封装 13. 符合RoHS规范,不含卤素

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