圖1：典型的音頻子系統(tǒng)。 
圖2：大尺寸耦合電容以及輸入、輸出偏置電壓共同導(dǎo)致?lián)P聲器子系統(tǒng)的咔嗒聲。 
圖3：選擇適當(dāng)輸入耦合電容時(shí)，圖2電路的輸入、輸出波形。 
圖4：電容增大10倍時(shí)，圖2電路的輸入、輸出波形。
以一個(gè)極端情況來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)：我們選擇了一個(gè)比推薦值大得多的輸入電容。通常選擇輸入電容時(shí)會(huì)留出一定的裕量，以便使輸入偏置電壓在tON之前上升到最終值。以便在必要時(shí)留有一定的裕量來(lái)提高CIN。為了最終優(yōu)化輸入電容，必須利用器件手冊(cè)提供RIN和tON進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)。
了解揚(yáng)聲器的低頻響應(yīng)對(duì)于設(shè)計(jì)非常有幫助，如果功率放大器驅(qū)動(dòng)的是很難恢復(fù)低頻信號(hào)的小尺寸揚(yáng)聲器，最好將所有頻率分量發(fā)送到揚(yáng)聲器。這種情況下，最佳選擇應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的CIN值。揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)曲線通�？蓮膿P(yáng)聲器廠家、數(shù)據(jù)手冊(cè)獲得，也可以向廠商索取。
音量控制設(shè)計(jì)
越來(lái)越多的音頻IC帶有音量控制功能，可以通過(guò)串口編程設(shè)置，或者是利用DAC或數(shù)字電位器的直流電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。音量控制電路能夠幫助終端產(chǎn)品廠商優(yōu)化開(kāi)啟時(shí)間，如果實(shí)際應(yīng)用需要特別的低頻響應(yīng)，不可避免地要求使用大輸入電容，此時(shí)可以利用音量控制電路在一定時(shí)間內(nèi)將輸出保持關(guān)閉狀態(tài)，完成輸入偏置的建立。
圖5簡(jiǎn)化電路是帶有音量控制功能的功率放大器，通過(guò)一個(gè)單獨(dú)引腳(VOL)控制該IC的音量，VOL引腳連接到粗調(diào)ADC的輸入，加在VOL上的直流電壓通過(guò)ADC進(jìn)行編碼，該編碼反映特定的增益電平。(VOL＝VDD為完全關(guān)閉狀態(tài)，VOL＝GND為最大音量狀態(tài)。)
圖5：此AB類(lèi)音頻功率放大器包含音量控制功能。
該類(lèi)IC確保無(wú)咔嗒聲的最佳方式是保持音量在最小輸出設(shè)置，直至/SHDN拉高并且超出tON延時(shí)，然后使VVOL緩慢變化(任何超出tON的等待時(shí)間都有助于輸入偏置的穩(wěn)定)。音量控制允許使用大電容，同時(shí)提供可接受的咔嗒/砰砰聲抑制特性(圖6)。需要說(shuō)明的是，輸入電容增大10倍是一個(gè)極端情況，這里只是為了說(shuō)明起見(jiàn)。
圖6：利用音頻IC的音量控制功能補(bǔ)償大尺寸輸入耦合電容。
輸出耦合電容
傳統(tǒng)的單電源放大器在輸出端會(huì)有一個(gè)直流偏置電壓，典型值為電源電壓的一半，饋入揚(yáng)聲器之前需要將該直流分量從信號(hào)中去除(為了避免損壞音頻線圈)，通常需要較大的輸出電容來(lái)實(shí)現(xiàn)直流濾波。
為了避免對(duì)音頻信號(hào)低頻成分產(chǎn)生大的衰減，要求使用大電容。如果設(shè)計(jì)者需要特別平坦的通帶響應(yīng)，而且通帶拓展至較低頻率(小于100Hz)，則需選擇大尺寸且價(jià)格昂貴的輸出電容。例如100uF的電容，以便在32Ω負(fù)載條件下獲得低達(dá)50Hz的頻響。當(dāng)放大器開(kāi)啟時(shí)，如此大的電容也會(huì)導(dǎo)致開(kāi)啟過(guò)程的咔嗒聲。隔直電容以及揚(yáng)聲器的負(fù)載一起構(gòu)成一個(gè)高通濾波器。當(dāng)將直流偏置以階躍電壓形式加在隔直電容輸出端時(shí)，電容的負(fù)載端會(huì)同時(shí)升高，并且按照電容大小以及負(fù)載確定的時(shí)間常數(shù)衰減。這個(gè)脈沖信號(hào)通過(guò)揚(yáng)聲器產(chǎn)生可聞雜音。
為了消除咔嗒聲，最流行的方式是采用“無(wú)電容放大器”。通常，這樣的放大器使用另外一個(gè)放大器為揚(yáng)聲器提供偏置，或配置成差分輸出(BTL)放大器。最好的無(wú)電容放大器可直接與揚(yáng)聲器連接(Maxim稱(chēng)其為DirectDrive)，并且不需要偏置放大器或差分輸出。
DirectDrive放大器包含一個(gè)內(nèi)部反相電荷泵，由電荷泵為輸出級(jí)產(chǎn)生負(fù)電壓。通過(guò)正、負(fù)電源驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)，因?yàn)檩敵鲂盘?hào)偏置在地電位，放大器不再需要為揚(yáng)聲器提供偏壓。設(shè)計(jì)者可將兩個(gè)大的輸出耦合電容換成一對(duì)小的電荷泵電容。DirectDrive放大器的動(dòng)態(tài)范圍是傳統(tǒng)放大器或偏置放大器的兩倍。
圖7A－7D展示了三款單電源放大器，圖A為輸出端使用隔直電容的傳統(tǒng)立體聲音頻放大器；圖B為一款使用第三個(gè)放大器產(chǎn)生偏置電壓的“無(wú)電容”放大器；圖C為信號(hào)通路上毋需任何電容的DirectDrive放大器；差分輸出放大器如圖D所示。
圖7：傳統(tǒng)單電源音頻放大器及新型“無(wú)電容”音頻放大器。
圖8：D類(lèi)放大器在每個(gè)輸出端包含一個(gè)鐵氧體EMI磁珠，下方曲線給出了包含、未包含濾波器時(shí)的輸出頻譜對(duì)比。 
