【導讀】先進的數字處理技術和模擬半導體正在幫助音頻設計人員以創新的方式提供身臨其境的音頻體驗，以滿足消費者對增強的音頻技術（用于便攜式揚聲器、筆記本電腦、條形音箱和汽車音響系統等）的需求。
先進的數字處理技術和模擬半導體正在幫助音頻設計人員以創新的方式提供身臨其境的音頻體驗，以滿足消費者對增強的音頻技術（用于便攜式揚聲器、筆記本電腦、條形音箱和汽車音響系統等）的需求。
當今的汽車音響系統比早期單揚聲器汽車收音機中使用的真空管供電放大器要復雜得多。有些新型汽車在整輛車中有二十多個甚至更多的揚聲器。從早期的系統發展到如今的沉浸式高品質音響系統，關鍵在于能否為車輛提供更好的音效。其中涵蓋了四個方面的設計趨勢：尺寸、重量、成本和音質，這些趨勢在汽車音響市場上廣為人知。不過，真正的挑戰在于如何在保持高質量音響性能的同時，縮減解決方案的尺寸以及成本。
推動音頻放大器設計的進一步發展
多年以來，汽車音響系統一直使用 AB 類音頻放大器將聲音傳送至汽車揚聲器。過去幾年出現了從 AB 類放大器轉換到 D 類放大器的趨勢。D 類放大器可幫助設計人員實現提高功效、降低散熱需求和減輕系統重量的目標。
熟悉 D 類汽車放大器的設計工程師都知道，每個音頻通道需要兩個電感器-電容器 (LC) 濾波器來濾除高頻開關噪聲。為了縮小 LC 濾波器的尺寸，德州儀器 (TI) 開發了支持高達 2.1MHz 開關頻率的音頻放大器，使得電感器可大幅降低尺寸和成本。圖 1 對 400kHz 至 2.1MHz 的電感器尺寸演變進行了比較。
圖 1：8.2μH 電感器 (400kHz) 和超小型 3.3μH 電感器 (2.1MHz) 的尺寸比較
如今，TI 邁出了新的一步，采用集成了 TI 專有單電感器 (1L) 調制技術的音頻放大器，進一步減小 LC 濾波器尺寸。這項技術在保持了 D 類性能的同時，將每通道的電感器數量減少一半，使電感器成本降低 50%，解決方案尺寸和重量減小 50%。最終帶來的優勢包括簡化的音頻設計和更高的效率。
1L 調制技術的實際應用
TI 的 1L 調制技術可將 LC 濾波器中的電感器數量減半。現在假設一家汽車制造商的車型產品線包括一款高端車型，其音響系統需要 32 個音頻通道。每個音頻通道都有一個揚聲器，而每個揚聲器都有兩個連接器：正極和負極。對于僅支持 BD 或單邊脈沖寬度 (1SPW) 調制的放大器，每根導聯都需要一個 LC 濾波器，共 64 個電感器。對于 1L 調制放大器，每個音頻通道只需要一個 LC 濾波器，因此電感器數量減少到 32 個。
圖 2 展示了采用 1L 調制技術的放大器如何將 20 個通道的音響系統的電感器數量減少到 10 個通道，使得尺寸減小 34%。
圖 2：一個 20 通道的汽車音響系統設計，采用五個 TAS6754-Q1 D 類放大器，與 TI 的 TAS6424E-Q1 D 類放大器進行比較
系統架構師顯然擔心實現此放大器的難度。TI 的 1L 調制技術旨在無縫融入系統。借助 1L 調制技術，TI 開發了一種適合放大器的調制方案，使設計人員能夠在不帶來重大設計挑戰的情況下獲得所有優勢，同時仍保持高質量的 D 類音頻性能。
TAS6754-Q1 音頻放大器包含實時負載診斷、每通道電流檢測和高達 19V 工作電壓等功能，可實現安全運行和更高的性能。無論是否在播放音頻，實時負載診斷功能均可跟蹤負載開路、負載短路、電源短路和接地短路的等負載狀態。此功能可確保放大器正常工作，并提供安全可靠的聆聽體驗。
另一個顯著的特性是低延遲路徑選項。如果系統需要主動噪聲消除或道路噪聲消除功能，TAS6754-Q1 可實現全功能低延遲音頻，從而快速響應注入的音頻信號。
結語
德州儀器的 1L 調制技術能夠幫助用戶以更低的成本打造更小、更輕的設計，同時更注重汽車音響體驗，不斷突破設計極限。
（來源：德州儀器）
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