在手機,MP3,PMP等可攜式裝置成為個人消費主流的時代以來,相對於傳統線性放大器(如Class AB)，Class D音效放大器的具有高效率低功耗轉換效率較佳(可達90%以上)的優勢，使得電池使用壽命得以延長，低耗電、小體積的特性使Class D音效放大器成為掌上型、手持式裝置甚至LCD TV等主流設計。不過Class-D放大器的缺點在於調變過程不可避免的產生信號失真問題，且採開關切換(switching)方式進行信號調變，導致伴隨產生EMI電磁干擾的問題，如何改善這些問題對許多供應商來言都是產品設計上挑戰。
本文將透過匯整主要D類音效放大器新品的動態與讀者分享業界致力於改善現行D類音效放大器效能的成果。
美國國家半導體
NEWS1:業界首款恆定輸出的D類聲頻放大器內建升壓轉換器
美國國家半導體公司(National Semiconductor)Boomer D類(Class D)聲頻放大器的全新系列的首款產品─型號為LM48510的聲頻放大器已內建轉換器，因此無需加設外置升壓轉換器。可攜式電子產品開發商只要採用這款放大器開發新產品，便可確保新產品的輸出功率保持穩定，換言之，即使電池漸漸耗盡，以致電壓下降，輸出功率也可穩定保持在原先較高的水平。
美國國家半導體這款全新的聲頻放大器可以提高可攜式電子產品的供電電壓，以免電池電壓因為長時間使用而不斷下跌，影響系統作業。這款晶片體積極為小巧，最適用於可攜式全球定位系統、無線手機、可攜式媒體播放機、醫療設備、發聲火警警報系統以及其他採用電池供電的電子產品。此外，這款 LM48510晶片只需採用極少外接元件，因此可以大幅縮小電路板的面積，優於多晶片解決方案。
NEWS2:Boomer立體聲D類聲頻子系統內建3D音效加強及耳機偵測等功能
美國國家半導體公司最新推出的Boomer聲頻子系統除了內建2.2W的立體聲D類(Class D)聲頻放大器之外，還加設了可程式3D音效加強功能、自動耳機偵測以及155mW的無輸出電容器立體聲耳機放大器。這套子系統最適用於可攜式媒體播放機、可攜式DVD播放機及多媒體手機。
美國國家半導體這款高度整合的LM49270無濾波器聲頻子系統不但輸出功率極高，而且還內建設計靈活的I2C相容串列介面，使電路可以迅速調節其功能，以支援不同的應用。例如，這套子系統設有耳機偵測功能，因此可以在喇叭與耳機這兩種模式之間自動切換。LM49270聲頻子系統的立體聲耳機放大器可以透過其配置功能，選擇採用電容器耦合模式或無需輸出電容器模式，以滿足不同設計的要求。即使系統設計工程師選用無輸出電容器的架構，也無需像傳統的耳機放大器一樣加設外型笨重但價錢昂貴的輸出耦合電容器。
如欲進一步查詢有關美國國家半導體聲頻產品的資料，歡迎瀏覽http://audio.national.com/CHT網頁。
TI
NEWS:DirectPath放大器提供業界最高音訊效能及最低靜態電流
德州儀器(TI)針對手機與可攜式音訊應用推出一款最佳化的耳機放大器 TPA6130A2。TPA6130A2是TI DirectPath放大器產品線的元件，提供 109dB電源拒斥比(PSRR)、4mA業界最低靜態電流、差動立體輸入、和64階軟體音量控制，其效能勝過市場其它的電荷泵浦式耳機驅動器。製造商可利用這些功能將行動電話、PDA、可攜式媒體播放機和可攜式音訊放機的雜訊減至最小，同時延長電池壽命並提供完美音質。TPA6130A2是TI專利的電荷泵浦式耳機放大器產品線 DirectPath的首款元件。此放大器能直接連至喇叭以簡化放大器設計，省下龐大昂貴的直流阻隔電容。TPA6130A2的差動輸入還能消除放大器輸入端的任何共模雜訊。
TI表示，TPA6130A2的DirectPath技術讓客戶增強低頻效能，同時減少整個解決方案的使用面積。TPA6130A2包含的豐富功能能夠滿足可攜式音訊市場的嚴格要求。詳細資訊，請至以下網站查詢：www.ti.com/tpa6130a2。
亞德諾D類音效放大器降低EMI
美商亞德諾公司(ADI)的二款D類音效放大器，它們是專為因應可攜式電子低功率，小尺寸與不斷提升的聲音品質需求而設。透過低功率消耗，運用sigma-delta調變來降低電磁干擾(EMI)幅射，並整合一種可省卻外部元件的無濾波器拓墣電路。
SSM2301(單聲道)和SSM2304(立體聲)元件以85%高效率操作在範圍寬廣的輸出功率位準。SSM2301在8歐姆負載上具有1.4W功率，而SSM2304則在4歐姆負載上具有2W的功率。這二顆元件操作在單一2.5V至5.5V供應源，具有20 nA最大關機電流的微關機模式，並內建熱關機與輸出短路保護的功能。由於擁有在非常低電壓動作的能力，使它們非常適合在諸如手機等這些喇叭放大器直接從電池電壓驅動的應用上。
Zetex新型Z類晶片組以DDFA技術挑戰線性放大器頂級音效
Zetex Semiconductors，推出一款新型的數位放大器晶片組。它包含了ZXCZM800多頻道數位調變器和ZXCZA200類比反饋處理器，可用來製造音效媲美最佳線性放大器的聲頻產品。
該晶片組以Zetex獨特的Z類直接數位反饋放大器(DDFA)架構為基礎，能驅動不同類型的高性能產品，如家庭影院、立體聲音響和動態揚聲器應用，達致低於0.004%的THD+N性能水平和120dB動態範圍。
據Zetex亞太區銷售副總裁李錦華指出，這款新晶片組有助建立高定標性的放大器架構，適合在100W至500W功率水平的8歐姆應用。只需一個調變器便能支援八個單端式或四個橋接式負載頻道；再通過靈活的調變器和反饋處理器組合，便可實現不同數目的頻道。該Z類元件有別於傳統線性方案，它把模數轉換器、數位訊號處理器、前置放大器和功率放大器的功能兼收並蓄、融會貫通，既能把系統設計化繁為簡，亦有助降低成本。
JamTech專利技術讓D類放大器音效再突破
JamTech公司數位放大器產品中的分段PWM是一項已獲得專利的雙水平數位--脈衝寬度轉化技術，它能夠以高於傳統單一水平調變架構的精確度驅動輸出級。分段(Sun-Ranging)這項技術將輸入資料劃分?大小兩個訊號組分，分別進行轉換後在輸出級重新組合起來。這種直接的資料平行轉換技術能夠避免由於矽晶片技術在脈衝寬度時間解析方面具有局限性而產生的非線性，從而實現了高精確度和高傳真效果，由此將數位放大器的可用操作範圍擴展到100dB之外，同時過零失真(zero crossing distortion)以大於250的倍數降低也使數位放大器性能得到改善。
JamTech的首款產品JM2020定位於數位電視市場其特有的一體化設計將調節器和電源級整合到單一晶片上，與傳統D類放大器和較新型的delta-sigma PWM數位放大器價格相當，但傳真性能更?出色。JamTech的下一代分段PWM數位放大器將具有更佳的傳真性能和低於20瓦的輸出級電壓。
ARM為可攜式消費裝置提供頂級音效解決方案
除了以ARM架構穩居嵌入式處理器IP龍頭，ARM(安謀國際)對於注重功率效率的嵌入式信號處理應用也發展出OptimoDE資料引擎系列，代表其信號處理軟核的新家族。衍生自該系列旗下的微架構的AudioDE資料引擎處理器是專為令數位音效編解碼器具有優異性能而設。強化的dual-Harvard架構具有一24位元資料路徑，一增加型24位元運算邏輯單元(ALU)和一具48位元累加功能的24X24位元乘法器與累加器(MAC)。這些單元與2個資料記憶體埠平行操作，並搭配16位元位址產生器存取其雙重內部資料記憶體:X:24位元狀態記憶體和Y:16位元常數記憶體。此外，AudioDE微架構具有標準的DSP指令集(可用於整數和分數資料運算)，因此可與其他DSP演算法良好配合使用。
AudioDE的低功耗特性也很突出，它的工作只需最少的MHz，核心尺寸與記憶體佔位面積都非常小。當採0.13微米(如Artisan TSMC CL013GSFG，操作電壓1.2V)，該處理器只消耗0.1mW/MHz。因此，當它的低功耗與高效率的數位編解碼器兩相搭配，驚人的效果自然產生。例如，AudioDE處理器可以8MHz時脈率處理320kbps MP3位元流來產生48 kHz立體聲輸出。這代表 AudioDE核心只消耗了0.8mW，而整個最佳化的記憶體子系統的功耗低於 2mW。
本文將透過匯整主要D類音效放大器新品的動態與讀者分享業界致力於改善現行D類音效放大器效能的成果。
美國國家半導體
NEWS1:業界首款恆定輸出的D類聲頻放大器內建升壓轉換器
美國國家半導體公司(National Semiconductor)Boomer D類(Class D)聲頻放大器的全新系列的首款產品─型號為LM48510的聲頻放大器已內建轉換器，因此無需加設外置升壓轉換器。可攜式電子產品開發商只要採用這款放大器開發新產品，便可確保新產品的輸出功率保持穩定，換言之，即使電池漸漸耗盡，以致電壓下降，輸出功率也可穩定保持在原先較高的水平。
美國國家半導體這款全新的聲頻放大器可以提高可攜式電子產品的供電電壓，以免電池電壓因為長時間使用而不斷下跌，影響系統作業。這款晶片體積極為小巧，最適用於可攜式全球定位系統、無線手機、可攜式媒體播放機、醫療設備、發聲火警警報系統以及其他採用電池供電的電子產品。此外，這款 LM48510晶片只需採用極少外接元件，因此可以大幅縮小電路板的面積，優於多晶片解決方案。
NEWS2:Boomer立體聲D類聲頻子系統內建3D音效加強及耳機偵測等功能
美國國家半導體公司最新推出的Boomer聲頻子系統除了內建2.2W的立體聲D類(Class D)聲頻放大器之外，還加設了可程式3D音效加強功能、自動耳機偵測以及155mW的無輸出電容器立體聲耳機放大器。這套子系統最適用於可攜式媒體播放機、可攜式DVD播放機及多媒體手機。
美國國家半導體這款高度整合的LM49270無濾波器聲頻子系統不但輸出功率極高，而且還內建設計靈活的I2C相容串列介面，使電路可以迅速調節其功能，以支援不同的應用。例如，這套子系統設有耳機偵測功能，因此可以在喇叭與耳機這兩種模式之間自動切換。LM49270聲頻子系統的立體聲耳機放大器可以透過其配置功能，選擇採用電容器耦合模式或無需輸出電容器模式，以滿足不同設計的要求。即使系統設計工程師選用無輸出電容器的架構，也無需像傳統的耳機放大器一樣加設外型笨重但價錢昂貴的輸出耦合電容器。
如欲進一步查詢有關美國國家半導體聲頻產品的資料，歡迎瀏覽http://audio.national.com/CHT網頁。
TI
NEWS:DirectPath放大器提供業界最高音訊效能及最低靜態電流
德州儀器(TI)針對手機與可攜式音訊應用推出一款最佳化的耳機放大器 TPA6130A2。TPA6130A2是TI DirectPath放大器產品線的元件，提供 109dB電源拒斥比(PSRR)、4mA業界最低靜態電流、差動立體輸入、和64階軟體音量控制，其效能勝過市場其它的電荷泵浦式耳機驅動器。製造商可利用這些功能將行動電話、PDA、可攜式媒體播放機和可攜式音訊放機的雜訊減至最小，同時延長電池壽命並提供完美音質。TPA6130A2是TI專利的電荷泵浦式耳機放大器產品線 DirectPath的首款元件。此放大器能直接連至喇叭以簡化放大器設計，省下龐大昂貴的直流阻隔電容。TPA6130A2的差動輸入還能消除放大器輸入端的任何共模雜訊。
TI表示，TPA6130A2的DirectPath技術讓客戶增強低頻效能，同時減少整個解決方案的使用面積。TPA6130A2包含的豐富功能能夠滿足可攜式音訊市場的嚴格要求。詳細資訊，請至以下網站查詢：www.ti.com/tpa6130a2。
亞德諾D類音效放大器降低EMI
美商亞德諾公司(ADI)的二款D類音效放大器，它們是專為因應可攜式電子低功率，小尺寸與不斷提升的聲音品質需求而設。透過低功率消耗，運用sigma-delta調變來降低電磁干擾(EMI)幅射，並整合一種可省卻外部元件的無濾波器拓墣電路。
SSM2301(單聲道)和SSM2304(立體聲)元件以85%高效率操作在範圍寬廣的輸出功率位準。SSM2301在8歐姆負載上具有1.4W功率，而SSM2304則在4歐姆負載上具有2W的功率。這二顆元件操作在單一2.5V至5.5V供應源，具有20 nA最大關機電流的微關機模式，並內建熱關機與輸出短路保護的功能。由於擁有在非常低電壓動作的能力，使它們非常適合在諸如手機等這些喇叭放大器直接從電池電壓驅動的應用上。
Zetex新型Z類晶片組以DDFA技術挑戰線性放大器頂級音效
Zetex Semiconductors，推出一款新型的數位放大器晶片組。它包含了ZXCZM800多頻道數位調變器和ZXCZA200類比反饋處理器，可用來製造音效媲美最佳線性放大器的聲頻產品。
該晶片組以Zetex獨特的Z類直接數位反饋放大器(DDFA)架構為基礎，能驅動不同類型的高性能產品，如家庭影院、立體聲音響和動態揚聲器應用，達致低於0.004%的THD+N性能水平和120dB動態範圍。
據Zetex亞太區銷售副總裁李錦華指出，這款新晶片組有助建立高定標性的放大器架構，適合在100W至500W功率水平的8歐姆應用。只需一個調變器便能支援八個單端式或四個橋接式負載頻道；再通過靈活的調變器和反饋處理器組合，便可實現不同數目的頻道。該Z類元件有別於傳統線性方案，它把模數轉換器、數位訊號處理器、前置放大器和功率放大器的功能兼收並蓄、融會貫通，既能把系統設計化繁為簡，亦有助降低成本。
JamTech專利技術讓D類放大器音效再突破
JamTech公司數位放大器產品中的分段PWM是一項已獲得專利的雙水平數位--脈衝寬度轉化技術，它能夠以高於傳統單一水平調變架構的精確度驅動輸出級。分段(Sun-Ranging)這項技術將輸入資料劃分?大小兩個訊號組分，分別進行轉換後在輸出級重新組合起來。這種直接的資料平行轉換技術能夠避免由於矽晶片技術在脈衝寬度時間解析方面具有局限性而產生的非線性，從而實現了高精確度和高傳真效果，由此將數位放大器的可用操作範圍擴展到100dB之外，同時過零失真(zero crossing distortion)以大於250的倍數降低也使數位放大器性能得到改善。
JamTech的首款產品JM2020定位於數位電視市場其特有的一體化設計將調節器和電源級整合到單一晶片上，與傳統D類放大器和較新型的delta-sigma PWM數位放大器價格相當，但傳真性能更?出色。JamTech的下一代分段PWM數位放大器將具有更佳的傳真性能和低於20瓦的輸出級電壓。
ARM為可攜式消費裝置提供頂級音效解決方案
除了以ARM架構穩居嵌入式處理器IP龍頭，ARM(安謀國際)對於注重功率效率的嵌入式信號處理應用也發展出OptimoDE資料引擎系列，代表其信號處理軟核的新家族。衍生自該系列旗下的微架構的AudioDE資料引擎處理器是專為令數位音效編解碼器具有優異性能而設。強化的dual-Harvard架構具有一24位元資料路徑，一增加型24位元運算邏輯單元(ALU)和一具48位元累加功能的24X24位元乘法器與累加器(MAC)。這些單元與2個資料記憶體埠平行操作，並搭配16位元位址產生器存取其雙重內部資料記憶體:X:24位元狀態記憶體和Y:16位元常數記憶體。此外，AudioDE微架構具有標準的DSP指令集(可用於整數和分數資料運算)，因此可與其他DSP演算法良好配合使用。
AudioDE的低功耗特性也很突出，它的工作只需最少的MHz，核心尺寸與記憶體佔位面積都非常小。當採0.13微米(如Artisan TSMC CL013GSFG，操作電壓1.2V)，該處理器只消耗0.1mW/MHz。因此，當它的低功耗與高效率的數位編解碼器兩相搭配，驚人的效果自然產生。例如，AudioDE處理器可以8MHz時脈率處理320kbps MP3位元流來產生48 kHz立體聲輸出。這代表 AudioDE核心只消耗了0.8mW，而整個最佳化的記憶體子系統的功耗低於 2mW。
