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利用数字有源分频滤波器提升高端有源扬声器性能

发布时间:2020-06-30 19:16:47 阅读: 来源:三维扣板厂家

消费者希望连接其家庭娱乐系统的电缆越少越好,因此而产生了对无线有源扬声器的需求。为了通过高端有源扬声器提供最佳的音频质量,我们可以采用各种各样的技术来提升其性能;在这种情况下,数字有源分频器可以发挥重要的作用。

目前的无线有源扬声器在驱动装置之前的信号路径上有四个元件,即:接收器、DAC、放大器和分频器。接收器可以是运行高效编解码器的蓝牙装置;放大器可能是常规的模拟输入AB类装置,通过其输入端口的高效DAC保证提供较高的音频质量;而信号路径上的最后一个元件是无源分频网络。

或者,我们也可以采用高效的D类放大器,通过提高效率来直接驱动高、低音扬声器。如果D类放大器带有数字输入端口,则可以利用DSP资源来实施高效的数字分频器,相对于无源分频器来说,数字分频器具备极大的优势。

有源扬声器的架构

图1显示的是常规的无线有源扬声器架构。接收器为蓝牙装置,可运行aptXTM等高效的编解码器,以确保最佳的音频性能。为了方便从数字域向模拟域转换,系统需要在放大器输入端口之前配置高效的DAC。前置放大器和功率放大器在模拟域运行,由单一功率放大器同时驱动高、低音扬声器。

图1:常规的无线有源扬声器架构

提供较高的音频质量需要AB类放大器架构。但是,模拟输入D类放大器却非常节省功率,这一点很有吸引力;如今的闭环模拟输入D类放大器也能够提供很好的音频性能。提高效率也意味着节省功率。

在这种架构下,无源分频网络提供高通和低通滤波,为高、低音驱动器将音频信号分解为合适的频段。

超高效数字输入D类放大器的出现,使得另外一种架构也很有吸引力,见图2。在这种架构下,音频信号在放大器功率级输出之前始终停留在数字域,这本身就是一种音频性能优势——无须DAC进行数字模拟转换,消除了转换错误。

图2:使用数字输入D类技术的无线有源扬声器

为了实现最佳的音频性能,需要选择闭环数字放大器。本例中的平台为CSR直接数字反馈放大器(DDFATM)技术。

在本架构下,前置放大器和功率放大器的功能通过单一电路实现。尽管每个驱动器需要一个放大器信道,但是每个信道的功率水平都可以根据高、低音的灵敏度进行精确调整。

在分频器方面,可用的信号处理能力可实现极大的优势。片上DSP方便轻松实施高效的滤波器,滤波器经过配置可完全匹配驱动器特性,因此无需无源组件。

无源分频器和有源分频器

图3显示的是典型的无源分频器的实施情况,下文将进一步细致探讨本例。

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