作者：蔡景艳 随着便携式电子产品市场的快速发展，用于这类产品的音频放大器也在不断进步。其中，D类音频放大器以其小封装，大功率、低能耗等特点，在这类电池供电的产品中得到广泛应用，尤其在日益变得“轻薄”的手机、PDA、MP3等产品中，以D类取代线性放大器已成定势。据市场调研公司Forward Concepts的统计，2004年D类放大器市场成长率达68%，而在2008年以前，该市场的销售额将达到8.23亿美元。如此高的增长速度在同类集成电路中是相当少见的，在强烈的市场拉动下，音频放大器IC厂商纷纷推出新产品，性能上更适合轻薄的便携设备。本文将介绍最近推出的几款用于便携式产品的低电压音频放大器。声音更响亮，个子更小巧话音更清晰、振铃更清脆，乐声更响亮……人们对便携产品不断提出更高的要求，与此同时，便携式产品的体积变得更加袖珍，小的占位空间要求音频产品必须高度集成，而这种集成必定会引发更多的噪音，如何在两者之间达到平衡，是音频产品设计面临的一大挑战。德州仪器公司在今年一月推出了一款D类音频放大器TPA2012D2，输出功率为2.1W。TI声称，与业界相似的解决方案相比，该产品能够将白噪声降低80%，具有27uVRMS的A级白噪声，远远低于人耳所能感知的噪声水平，可以提供更清晰的声音。今年3月，意法半导体(ST)推出一款音频放大器IC，其目标应用直指手机、笔记本电脑、PDA、随身听等便携设备。两声道的TS4984能在5V电压下向8欧姆负载输出每声道1W的功率，THD+N(总谐波失真+噪声)低于1%，这个器件几乎没有爆裂声或喀呖声。TI的TPA2012D2目前和意法半导体的TS4984均采用4×4mm的QFN(四方扁平无铅)封装，TPA2012D2采用WCSP(晶圆级封装) 2×2mm封装版本的样片也已开始供货。 图题：安森美半导体的NCP2820采用了倒装芯片级封装，尺寸小至1.45 x1.45mm。自2001年各IC厂商先后推出无滤波的D类放大器方案后，这种产品的体积就在一路变小。安森美半导体(ON Semiconductor)六月刚推出的D类音频放大器NCP2820更是采用了倒装芯片级封装(CSP)，尺寸小至1.45 x1.45mm，比上述两款新品更为小巧，给了设计人员极大的发挥空间。这款芯片能提供2.65 W的连续平均功率，号称是目前市场上为便携式产品提供最大功率的音频放大器，其THD+N亦小于1%。对于特别强调大音量的手机免提、大功率音乐铃声和其它多媒体功能的扬声器等应用来说，NCP2820确实相当有吸引力。该款每1,000件器件批量单价为0.68美元。与NCP2820相似的一款芯片，是国家半导体(NSC)在三月推出的D类音频放大器LM4670，在5V供电下可连续输出2.3W的平均功率，最高可达3W，在超高功率对讲机，移动电话对讲系统和免提等应用上很有优势。该产品比较特别的是采用了delta-sigma调制技术输入模拟信号，可以减少THD+N。国半同时推出的还有LM4671，输出功率可高达2.5W,两款芯片都采用micro SMD封装，尺寸约1.46 x1.46mm, 每1,000件器件批量单价采购，单颗报价同为0.48美元。据国家半导体称，目前这两款芯片已获几家大型知名手机制造商的采用，用于他们的最新款手机中。因为目前这些手机尚未发布，国半未透露详细信息。丰富的音频享受TI负责高性能线性业务的副总裁Art George说：“消费者渴望获得更丰富的音频功能，如和弦铃声、MP3音乐、带音频的视频流及3D环绕立体声效果，驱动了对立体声手机的需求。制造商需要采用双通道、高效率的D类放大器，在充分满足这些需求的同时又不增加电池耗电。”德州仪器的TPA2012D和意法半导体的TS4984均为双声道立体声音频放大器，相比NSC和安森美的三款单声道放大器，可以获得更加更丰富生动的声音效果，虽然TPA2012D和TS4984的报价因此相对要高，但在一些比较强调丰富音效的便携应用中，比如手机和弦铃声、彩铃等，可以为中低端便携式电子产品增加更多卖点。TPA2012D批量为1,000 件时，建议零售单价为 0.95 美元(TQFN 封装)或者1.05 美元(WCSP 封装)，TS4984批量为 5,000 件时单价0.9美元。节约每一分电量便携产品的功能越来越多，比如手机中的彩屏、拍照等功能，耗电量也因此而飙升。众厂商想方设法节约每一分电量，以尽可能延长便携产品每次充电后的工作时间，D类放大器供应商也不例外。意法半导体的TS498工作电压范围2.2~5.5V，其外部待机模式控制功能可以将每个声道的电源电流降低到10nA以下，并具有热关机保护功能。类似地，国半的LM4670和LM4671都设有低功耗的停机模式，只要将停机管脚驱动至逻辑低电平，即可启动该模式，以延长电池寿命。安森美的NC P2820关断电流通常仅为0.42μA，减少了电池漏电，降低了结温，从而减少便携式器件中的功耗。