【经验分享】数字功放电路设计
在很多个人计算机或小家电音响数字功放设计中，电源部分由市电经整流、滤波和稳压电路等处理后供给，电路复杂，而且体积大而重。本方案音响功放采用了SWITCH-MODE POWER SUPPLY，使得供电变的简单灵活更实用，且低成本，低功耗，体积小，效率高，设计灵活使用方便的数字功率放大技术。
图1是功放电路原理图，功能模块上主要有：供电部分，信号输入部分、信号处理功率放大部分、输出部分最后由扬声器或喇叭输出的解决方案。为实现上述目的，本方案提出用9v或1 2 V直流稳压电源即通用的S W I T C H-MODE POWER SUPPLY供电。输入端是直接从数码信号源如PC音频输出端、CD唱机、DVD影碟机、DVD Audio以及LCD或DTV数码电视等输入的数码音频信号，而不是经过ADC模数转换或DAC数模转换处理的音乐模拟信号。所述功率放大电路主要由，供电电路、信号输入、功放IC处理以及信号输出组成。
输出部分由扬声器或喇叭组成。本方案所要达到的效果是：通过电路分析信号输入与数字音源的无缝结合、能有效降低信号间传递干扰，由于采用无负反馈的放大电路、低通滤波器等处理，可以将输出滤波器的截止频率设计得较高，从而保证在20Hz-20kHz内得到平坦的幅频特性和很好的相频特性，使得整个频段内无相对相移，声场定位准确。另外，由于它不需传统音响功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之无模拟放大、无负反馈的牵制，故具有更好的“动力”特征，即"动态特性"好。除此之外，如附图2所示：LC滤波器的差分实现，它们为滤波器提供相反极性的脉冲，其中滤波器包含两个电感器、两个电容器和扬声器。
2、具体实施方式及应用
如附图1所示：本方案的音响功放的信号流向如下所述：右声道信号（SP_IN_R）由R5，C2的RC串联电路送入功放IC的RINP脚，经IC处理一路由BSRP脚输出给由C13，L2，C17组成的LC低通滤波电路，最后输出给终端SP_OUT_R+；另一路由BSRN脚输出给由C16，L3，C18组成的LC低通滤波电路，最后输出给终端SP_OUT_R-;右声道地信号由RINN脚进入。左声道信号（SP_IN_L）由R6，C4的RC串联电路送入功放IC的LINP脚，经IC处理一路由BSLP脚输出给由C6，L6，C10组成的LC低通滤波电路，最后输出给终端SP_OUT_-；另一路由BSLN脚输出给由C9，L7，C11组成的LC低通滤波电路，最后输出给终端SP_OUT_L+;右声道地信号由RINN脚进入。图2是功放的低通滤波器电路图。
在输出级和扬声器之间插入一个低通滤波器以将电磁干扰（EMI）减至最小，并且避免以太多的高频能量驱动扬声器。为了保持开关输出级的功耗优点，要求该滤波器（见图1）是无损的（或接近于无损）。低通滤波器通常采用电容器和电感器，只有扬声器是耗能元件。
3、结语
本方案音响功放创新的采用了SWITCH-MODE POWER SUPPLY，使得供电变的简单灵活更实用。更为重要的是成功实现了用一块芯片就实现了将数字信号源与数字处理直接结合起来提供端到端数字音频系统。简化了电路设计，容易实现。
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技术文章—双节锂电池供电移动21音响音频放大升压充电
评估音箱档次，听觉感受是重要的一环，也就是俗称的音质体验。提升音质的方式方法很多，比如从电子电路下手提升音频功放输出功率，降低失真度；调整频率响应以补偿扬声器或者腔体某些频点的不足等等。而分频是一种提升音质非常有效的方法。因为针对低频，中频，或者高频这种相对频带较窄的扬声器很好做，效果也很好。但20Hz～20kHz音频全频带的扬声器就较难做得好，或者需要成本很高的材料才能做出效果较好的全频喇叭。采用2.1声道组合属于电子分频的范畴，是提升音箱音质的一贯做法。便携式蓝牙音箱也一样，做成移动2.1声道音箱，也是提升音质效果的一种好办法。尤其是震撼的低音听觉体验是双声道或者单喇叭很难比拟的。
深圳市永阜康科技有限公司推出基于CS8611E单芯片移动2.1声道蓝牙音箱解决方案。采用双节锂电池串联8.4V做电源，再加一个升压芯片CS5036E升压到12V给CS8611E供电，实现20W+2×10W输出；而充电采用CS5090E USB 5V输入两节锂电池串联8.4V充电管理芯片，非常方便。在锂电池为电源的状态下提供媲美传统2.1音箱的听觉体验。
整体功能框图如下：
一. 设计说明：
此方案是20W+2×10W移动2.1音频放大升压充电管理组合参考设计。电源是两节串联18650电池，分为三个主要级：
1，采用CS5090升压型双节锂电充电IC，省掉传统的外接适配器，用一根USB线实现给两节锂电充电；
CS5090E是一款USB_5V输入用于两节锂电池串联8.4V充电管理芯片。内置完整的涓流，恒流，恒压充电过程。最大的特点是输入自适应功能，任何大小电流的USB接口都可以正常充电，最大充电电流1.5A。另外，具备各种安全可靠的保护措施以及充电状态指示，还带了NTC温度控制功能。
CS5090E脚位图以及管脚说明
2，两节锂电池串联8.4V做电源，通过升压芯片CS5036E升压到12V给功放IC供电；
CS5036E是一款内置12A,MOS高效DC-DC升压转换芯片。外围极其简洁，输入电压范围宽3V～12V，效率高达93%以上。限流值外围可调，方便匹配电池。采用EQA16封装，具备过温保护，过压保护等功能。
CS5036E脚位图以及管脚说明
3,音频功率放大芯片采用CS8611E，在12V电压提供20W+2×10W功率输出；
CS8611E是一款2×15W+30W专用2.1声道D类音频功率放大器。先进的EMI抑制技术使得在输出端口采用廉价的磁珠滤波器就可以满足EMC要求。再加上扩频工作模式，FM收音机也获得较理想的收台效果。另外，高达90%以上的效率使得在播放音乐的时候不需要额外的散热器。
CS8611E脚位图以及管脚说明
二.CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板原理图
三.CS8611E _2.1声道音频功放部分原理图
四. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板PCB顶层设计图
五. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板PCB底层设计图
六. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板贴片图
七. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板物料清单
八. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板实物图
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