德州仪器增强您的耳机:耳机放大器中的噪音抑制(第5部分)

本文作者:harath Vasan, John C       点击: 2016-08-24 14:10
前言:
作者:Bharath Vasan, John Caldwell
在五期系列博客的最后一期中,我将论述驱动耳机负载的运算放大器中的噪音以及一些降低噪音的技术。之前的文章论述了耳机负载功率、耳机阻抗以及耳机放大器的稳定性和失真原因。

通电或更改声频系统中的操作模式时,出现的令人厌烦的可听杂音通常被称为噪音。由于耳机驱动器的高效率,产生的噪音成为高保真耳机系统中的严重问题。甚至信号电压中较小的瞬态也会在耳机中产生很吵、令人厌烦的声音。为了改善用户体验并防止耳机或其它敏感电子设备损坏,很多系统使用电路学来抑制通电增加时放大器输出过程中产生的瞬态信号。

图 1:运算放大器驱动耳机负载

我们来看看运算放大器中噪音的常见来源。

图1是驱动耳机负载的运算放大器的简化框图。它包括两个级——一个增益级和一个输出缓冲器,以及一个补偿电容器、Cc和一个补偿电压,Vos。如图所示,输出缓冲器是一个单位增益级,能够吸收电流和提供电流。

噪音通常与运算放大器输出引脚处的瞬态有关。噪音的主要来源是:

Ÿ电源斜坡:通电时,VCC和VEE逐渐上升。在运算放大器到达其最低电源供应要求前,它尚未到达稳态运行,且不能调节输出。在此期间,输出引脚处会产生较大的瞬态。电源断开,VCC和VEE下降时可能伴随类似的瞬态,也可能造成VCC和VEE的不对称斜坡。

Ÿ启用/禁用放大器:很多运算放大器包括启用和关闭设备的选项。启用命令会打开运算放大器的内部偏压电路。偏压电流上升时,增益级开始将补偿电容器充电到适当电压,输出缓冲器中的源电流和吸收电流开始稳定,运算放大器也接近稳态。在这个阶段,输出缓冲器中不相等的源电流和吸收电流会导致电流被注入负载中。这可能导致巨大的噪音。关闭命令后也会产生类似的瞬态。

Ÿ放大器的补偿电压:补偿电压是噪音的一个有趣来源。放大器接近稳态后,放大器的输出跳到放大器的补偿上(或Vos/β,β=反馈系数)。如果补偿足够大,输出中的变化就能听到。

集成噪音抑制功能的放大器可显著地简化声频系统。<a href="http://www.ti.com.cn/product/cn/OPA1622