“音頻放大器”(audioamplifier)是插入耳內或置于耳后的智能可聽戴式設備(hearabledevices;無論是有線的還是無線)之主要組成部份。
針對聽戴式裝置設計,類比電路透過麥克風轉換聲音,進行放大和調節后,再將其發送到微控制器(MCU),讓MCU進一步調節并過濾訊號,最后驅動微型揚聲器,將訊號傳送至耳膜。基于微處理單元(MPU)的數位處理可以促進背景雜音和聲學反饋消除,增強語音效果,并提供自動增益控制(AGC)。

圖1:方塊圖中顯示聽戴式裝置設計的基本建構模組。(來源:TexasInstruments)
音頻放大器采用線性模式的電晶體來形成輸出電壓,該輸出電壓可說是輸入電壓的可縮放版本。
音頻系統通常使用A類(classA)、B類(classB)和AB類(classAB)放大器。但是,對于微型的聽戴式裝置,B類和AB類放大器由于功耗很大,因此并不是務實的選擇。只要設計工程師能夠確保在放大器的線性范圍內操作,為前置放大器(pre-amp)選擇一款有助于降低失真的A類放大器似乎才是理想的選擇。
A類放大器具有低失真和回音。問題在于,當使用小型電池時,A類放大器的能耗較高,動態范圍也不大。因此,A類放大器的高能效版本——H類(classH)前置放大器或許會是更好的選擇。
然而,實際上,D類放大器正逐漸成為聽戴式設計的最佳選擇。早在1958年即已被提出的D類放大器,其功耗比上述的放大器更少得多了。因此,D類放大器更具有能源效率,并因而延長了電池壽命。

圖2:數位輸入的D類放大器讓系統設計幾乎得以隨插即用。(來源:MaximIntegrated)
更重要的是,D類放大器無需使用數位類比轉換器(DAC)的需求,因而能夠直接驅動揚聲器。聲音不必經過數位處理,因此,放大后的聲音更清晰、更自然,也更悅耳。
在將更具功效的放大功能帶到聽戴式裝置等小型裝置方面,D類放大器顯然扮演著至關重要的角色。醫療助聽器正是D類放大器的電源效率和低雜訊特性得以大顯手的另一項設計前線。 |