失真最低集成功放IC 好听的功放 超低EMI,单线控制的D类音频功放TMS8010TMS8020

小编 2024-10-11 方案设计 23 0

好听的功放 超低EMI,单线控制的D类音频功放TMS8010TMS8020

在智能数字化浪潮下,越来越多的电子产品开始集成扬声器功能,如智能穿戴设备、智能家居、安防电子产品等,这些需要以声音的方式来提升用户体验的产品应用,都需要用到音频功放器件,以推动扬声器发声,直接决定了整个系统输出音质的品质。

D类音频功放具有低功耗、低复杂性和低噪声的优势 ,已成为各类音频产品的中坚力量,其市场需求以每年约50%的速度增长。

TMS8010/TMS8020是拓尔微最新推出的两颗3W单通道D类音频功放产品,可覆盖广泛的市场应用,包括云音箱、POS机、智能穿戴、安防、蓝牙音箱等。

DRC(防饱和) 减小失真

TMS8010/TMS8020均集成有DRC(防饱和)功能,可以控制音频信号的大小,降低由于供电电压不稳定等原因造成的信号失真,提高音质,同时限制最大输出功率。

如下图,TMS8010/TMS8020的增益控制(衰减)范围为15dB,Attack time:20mS/40mS (NCN1/NCN2),Release Time:500mS/2S (NCN1/NCN2) ,能够有效减少功放的破音,提高音质,降低音压。

TMS8010/20 DRC特性

DRC功能关闭与开启状态下功放状态

单线控制 极简设计

区别于其他的D类功放的电平控制模式,TMS8010/TMS8020采用单线控制模式只需要通过主控的一个GPIO口,即可实现PA不同工作模式的设定 (对比IO电压设定)

· 只需一个IO,可节省主控资源;

· 软件设计,应用灵活;工作过程中可切换工作模式;

· 无需外围元器件,节省PCB面积及BOM成本;

超低EMI 讯号更稳定

EMI 噪声对于设备和电路的干扰是完全不可预知的。对电流执行开关操作的一些机电装置,在关键操作期间会产生 EMI,这些EMI信号不一定都会产生负面作用,它们的频谱成分和强度,决定着它是否会对敏感型电路产生意想不到的影响。

得益于软驱动技术,TMS8010/20的开关过冲与下冲很小,使得TMS8010/20的EMI特性优良,降低干扰,使讯号更稳定,并对于PCB的layout友好。

D/AB工作模式可切换

D类功放在效率、封装尺寸、音频质感等方面都已大放异彩,但在小功率音频驱动中,比如音频耳机功放对效率和功率的要求不高,或者HI-FI耳机放大器对失真率有较高的要求,人们就更青睐拥有超低失真率的AB类功放。

TMS8010/TMS8020的工作模式可灵活切换D类/AB类,补足单纯D类功放无法满足的应用场景,让音频产品的功放选择更简单,设计更灵活。

产品特点

· 输出功率足3W:3.2W@RL=4Ω/5V/10%THD

· 低内阻:Rdson=200mΩ+130mΩ

· 开关信号上升&下降沿软驱动

· 可驱动低至2Ω阻抗喇叭(良好的散热设计)

· DRC/防饱和控制

· 支持AB类输出

· One-wire单线控制

· 短路保护:输出对输出,输出对GND,输出对VDD

· 过温保护, 欠压保护

· 封装:SOP8/MSOP8/DFN2x2-8

拓尔微最新推出的这两款音频功放既可满足低功耗及电路保护需求 ,在音频产品的续航和集成度上也大有助益,当多重功能集成在一颗IC上时,就可为音频产品节省内部空间,同时减少厂商的设计成本。

随着智能化设备不断普及,利用音频输出完成人机交互的需求愈发广泛,消费者的要求也会更严格,音频功放芯片的将越来越多地发挥其作用,成为内部元器件“世界”中不可或缺的一员。

「推荐」超越极限!那些标称超低失真和重量级的功放

还记得澳洲Halcro吗?当年进入中国市场时的推广宣传口号就是“世界上失真最低的”的功放。以当年的旗舰型号DM88为例,标称总谐波失真最低为小于0.00001%@1kHz,小于0.00005@19Hz~20kHz,简直是神一般的性能……

但Halcro这牌子在中国始终没有火起来!原因可能有三方面。第一,价格太贵;第二,品牌太新;第三,发烧友们不太接受这种“以性能数据指标”作为宣传产品。如今Halcro的功放只有两款后级,分别是Eclipse Mono和Eclipse Stereo,输出功率分别是450W(8欧姆)和350W(8欧姆),标称失真数据也非常低。

Halcro Eclipse Mono

Halcro的功放售价不便宜,但接下来的两款功放就应该有很多人能买得起,它们分别是Benchmark AHB2和Purifi Audio EVAL1套件。Benchmark AHB2是目前家用音响里面失真最低的功放之一,它的超低失真得益于THX AAA技术。

到底有多低呢?官方公布的数字为满度额定输出时小于0.00013%,第三方实测时,4欧姆阻抗下输出185W功率,失真为0.00016%,失真非常低。但AHB2本身的输出功率不大,100W(8欧姆)/190W(4欧姆)。总体来说就是,除了功率小,其他没什么不好。

Benchmark AHB2

接下来的是Purifi Audio EVAL1套件,这是一套D类功放模块,电源部分使用Hypex SMPS-1200开关电源。同样拥有超低失真,是目前性能最好的D类功放,有第三方实测失真率达到0.00019%@131W(8欧姆)。相比起AHB2,EVAL1套件的最低失真没有它那么低,但却能提供更大的输出功率,而且体积小,价格也更便宜,对于DIY发烧友,或者厂家OEM来说,这是一款非常好的功放套件。

那些“重量级”的合并机

在市场定位上,合并机没有那些大功率的分体功放昂贵,但合并机相对简洁且使用方便,更容易接受。或许说到这里,大家就会觉得合并机不够HI-END,不够疯狂,不应该出现在这次专题里。但实际上,合并机也有疯狂的设计,下面一起来看看吧!

ASR Emitter II Exclusive

ASR Emitter II Exclusive是一款非常疯狂的合并机。为什么呢?人家的合并机基本上是一体式,但ASR却把它分成4个机箱,1个机箱是功放线路,另外3个是电源。这3个电源机箱里面,其中2个是左右声道功放的电源,剩下1个是前级部分的电源,这部分电源用纯电池供电,真是无所不用其极!主机重量40公斤,电源部分28公斤,简直是妥妥的重量级。

在输出功率方面,Emitter II Exclusive每声道输出250W(8欧姆)/450W(4欧姆)的功率。但问题来了,ASR对它的定位是合并机,可是分成4个机箱“合并机”还能叫合并机吗?

Soulution Audio 530

Soulution Audio 530每声道的输出功率只有150W(8欧姆),又是使用开关电源,但整机重量却有40公斤。干嘛会这么重呢?第一,它里面一共有4组600W的开关电源;第二,超大型的滤波电容;第三,一共设有9组独立供电,6组稳压电路,分别为前级,后级和控制电路供电,各自独立,而且每部分电路隔开,并分别安装在不同空间里面,才会有如此重量!虽然530的功率不大,但阻尼系数高达10000,且频响极宽,高频响应可达1MHz!

McIntosh(美国麦景图)MA12000是新款的旗舰合并机,采用前胆后石的设计,功放部分每声道输出功率为350W,重量为48.9公斤。而且MA12000还自带DAC,DAC部分是DA2 DAC模块。该模块不仅有ROON Ready认证,还提供同轴、光纤、USB Audio、HDMI ARC、MCT数字界面。其中,USB Audio最高可支持24bit/384kHz和DSD512,光纤和同轴则支持24bit/192kHz,而MCT则用于连接McIntosh SACD/CD转盘,可传输DSD音频。

McIntosh(美国麦景图)MA12000

Krell FBI是2006年推出的一款旗舰合并机,当年定价高达18万人民币,不是一般的贵。在设计上,FBI是一贯的Krell风格,大电源,大滤波电容,高功率输出,它每声道输出功率为300W(8欧姆)/600W(4欧姆),在信号传输方面,FBI也提供了CAST传输,配合同样具备CAST功能的播放机可以得到更好的重播效果。

Gryphon Diablo 300

Gryphon Diablo 300,发烧友称它为“大菠萝300”合并机,是Diablo的后续机型,重38.1公斤,输出功率为每声道提高至300W(8欧姆),不仅功率提升了,外观也重新设计,更显威武,更霸气。而且Diablo 300还预留了扩展插槽,可以加装DAC模块,或唱头放大线路模块。Diablo 300是一款挺特别的功放,虽然输出功率有300W,但力度一点都不强横,比较保守,音色却如胆机般温暖。

accuphase(金嗓子)e-800

Accuphase(金嗓子)E-800的重量36公斤,体积也不小,但每声道输出功率才50W(8欧姆)。输出功率要比上述几款机型都要小很多,原因是E-800是一款纯甲类功放。对于纯甲类功放来说,50W输出功率已经蛮大的了。在电路设计上,E-800从音量控制部分开始到功率输出级都是全平衡设计,功率放大部分直接将A-48后级的电路直接搬过来,每声道使用6对晶体管做并联推挽输出。

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