Vítejte, dnes je
středa
25.
prosinec 2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Když se řekne zesilovač pracující ve třídě D, a ještě k tomu integrovaný, bude to pro nás znamenat dvě stěžejní informace. V prvé řadě vysokou míru účinnosti, ale také celou řadu doprovodných funkcí. Jinak to nevidí ani ve společnosti mDiodes, která nedávno představila [1] přesně takový stereofonní, výkonový audiozesilovač s označením PAM8965.
Není ovšem zesilovač jako zesilovač. Novinka má díky svému provedení na způsob W-QFN5050-40 se čtyřiceti piny namířeno zejména mezi přenosnou elektroniku, bezdrátové reproduktory – třeba s rozhraním Bluetooth® či hudební nástroje.
Uplatní se však i v herních zařízeních, navigacích, malých kapesních počítačích, virtuální realitě – zde při zajišťování aktivní zpětné vazby nebo při buzení piezosystémů s velkou kapacitou. Její nedílnou součástí se pak stává i blok synchronně zvyšujícího měniče.
S jeho přispěním bude nyní možné obsloužit celkem dva výstupní kanály PAM8965 zatížené reproduktory s impedancí 4 Ω, pro které umí součástka při desetiprocentním THD+N zajistit výkon 2× 12 wattů. Napětí baterie zde přitom výrobce stanovuje na 7,4 V (2SxP). Pro stejné zkreslení, ovšem s nižším výkonem 2× 8 W a zátěží šest ohmů, již ale dosáhneme na dostupnější VBAT = 3,7 V (1SxP). Celý rozsah napájecího napětí přitom začíná u 2,8 V a končí na 8,5 V. Při uvážení 7,4 V pak výrobce stanovuje i celkovou účinnost systému 92 %. Z tabulkových údajů pro stejné VBAT ještě zmíníme klidový odběr IQ = 10 mA, platný jak pro pomocný zdroj, tak i stereo systém, nebo nízkou spotřebu při odstávce 0,7 μA.
Integrovaný blok zvyšujícího měniče pracujícího v proudovém režimu dostal za úkol generovat stabilní napájení pro samotný zesilovač třídy D, který je v případě stejného obvodu PAM8965 doslova nabitý podpůrnými funkcemi. Z těch pak vybíráme zapracovanou modulaci SSM v rozprostřeném spektru (pozor, nejde o svaz) za účelem potlačování elektromagnetických interferencí pro audio a také boost, takže je možné do návrhu osadit i levnější filtry. Pak zde máme třeba omezení „non-clipping power limit“ (NCPL) využívající automatické řízení zisku se 41 kroky pro minimalizaci zkreslení, výstupy s přímou vazbou na reproduktory a třeba i teplotní ochranu typu foldback snižující výstupní výkon s tím, jak se začne čip zahřívat.
Zapomenout ale nesmíme ani na vývody umožňující přizpůsobení přednesu na základě návrhu zpětnovazebních prvků, Kelvinovo spojení s vývody reproduktoru či pin GAIN sloužící k napěťové definici audio zesílení s přírůstky po 0,5 dB. K nastavení zisku již proto nebude zapotřebí vnějších rezistorů, které zde mohou z principu vnášet odchylky. Způsob spínání zvyšujícího měniče zase dokáže minimalizovat slyšitelné rušení pocházející od součástek na desce, a pokud jde o tradičně přítomné ochrany, výrobce u napájení slibuje ošetření podpětí a přepětí, u všech audio výstupů hlídá zkrat, sleduje proudový limit v každém cyklu měniče, řeší teplotní odstávku celého systému, DC ochranu reproduktorů a přidává ještě pin FLT signalizující provozní potíže.
[1] Tisková zpráva, https://www.diodes.com/about/news/pressreleases/high-efficiency-class-d-stereo-audio-amplifier-fromdiodes-incorporated-saves-battery-power-while-deliveringsuperior-sound-quality/
[2] Obvody PAM8965, https://www.diodes.com/part/view/PAM8965
