当前位置:首 页 --> 技术分享
D类音频功放IC的失真敏感性及防破音Non-Clip功能的应用
发布时间:2010/4/1 23:15:00 来源:
在线咨询:
给我发消息
张代明 3003290139
给我发消息
姚红霞 3003214837
给我发消息
李湘宁 2850985550
13713728695

    D类功放的失真敏感性。注意,这里使用了一个新词“失真敏感性”。就是专门针对D类功放的失真度的。推广D类功放的芯片公司除了喜欢标榜“高效率”,还喜欢说D类功放失真度很低,一般不到1%。事实上,1%的失真度指标是非常理想的,AB类功放1%的失真度是几乎听不出来的,而国标也只是要求在10%以内就许可。但D类功放就不行了,1%的失真已经能听出来有些杂音或破音,如果要达到10%,估计来听音的消费者已经落荒而逃了。所以在失真度方面,D类功放不但没优势,而是大大的劣势。

   下面重点介绍一种防破音Non-Clip技术,可以有效地解决D类功放IC失真的问题,从而轻松在便携式播放器中应用D类放大器实现高保真HI-FI音质。

        为什么需要无破音(NCN)功能

         在一首歌曲中,有的时段声音大,有的时段声音小,最大声音到最小声音的范围是这首歌曲的动态范围(Dynamic Range),一般歌曲的动态范围在40-60dB。下图是一首普通mp3歌曲的波形曲线。       

         对不同的音乐文件,如mp3,音量大小也会有很大的差别,有的mp3音量大,有的音乐音量 小。但是用户在播放音乐的时候,通常喜欢增大音量来表现自己的手机够“酷”够“炫”。但是,音量的增加其实受到了电池电压和扬声器、音腔的约束,都会 有一个最大的不破音输出幅度,超过了这个幅度就会产生削波失真。比如说,当电池充满电时,电池电压是4.2~4.3V,这时就可以播放出比较大的音 量,当使用了一段时间,电池电压下降到3.6V,那么能播出的最大音量也会相应下降,如果仍然使用4.2V时的音量设置,在3.6V的时候就会破音失 真,这是电学方面的影响。另外中使用的扬声器的直径、动态范围、频响特性,音腔设计,也对最终音质有较大的影响,即便电信号足够大,但是声电转换环节 效率不高,也会影响最终的音量以及音色。
将上面的音乐放大,如下图所示:为了避免削波失真,小声音放不大,和背景噪音混在一起听不清楚;要听到小的声音,将音量加大,大的声音就发生削波失真,产生破音,而且信号削波后会产生大量谐波,对扬声器造成很大的冲击,很容易损坏扬声器单元。


        由上可以看出,用便携式播放器播放音乐的时候,通过简单的音量调节很难在小声音和大声音之间折衷。这时就需要使用防破音Non-Clip技术,在音量增大的时候,大声音也不会超过最大的不失真幅度。如下图所示,上面的音乐经过防破音Non-Clip处理后,做到了“大而不破”。



       防破音Non-Clip功能的实现

       防破音Non-Clip功能采用的是专业音响系统中的压缩/限幅技术(Compression & limiting),有门限阈值、启动时间和释放时间等重要参数。

        门限阈值(Threshold):启动防破音Non-Clip功能的阈值电压大小,就是系统所允许的最大不失真输出幅度。

        启动时间(Attack Time):从检测的信号超过阈值电压后,到压缩功能全部展开的时间。启动时间很大程度上取决于被处理声音信号的种类和希望得到的特点:短的启动时间通常 使声音“圆润”,很快就可以使声音进入完全的压缩状态;长的启动时间可以较好地反映悠长、缓慢变化的信号。典型的启动时间范围是1ms~100ms。

        释放时间(Release Time):与启动时间相反,释放时间是检测信号低于阈值电压时,压缩功能完全释放的时间。与启动时间一样,释放时间的选择也取决于被处理声音信号的种类 和希望得到的特点:短的释放时间可以很好地响应快速变化的声音信号,比如急促的枪炮声和尖锐短暂的报警声;长的释放时间会使声音平滑,柔和。典型的释放时 间范围是20ms~5s。

        下面是不同参数设定情况下的时序特点:


        通过上面对防破音Non-Clip功能的分析,可以看出通过使用防破音Non-Clip功能:
        1. 调整了音乐的动态范围,使大的信号不会削波失真,小的信号可以得到充分的放大,提高了整体音乐的音量,实现了“大而不破”的听音感受。
        2. 限制了声音中的尖峰信号,保护扬声器不被损坏。

        从上面可以看出,防破音Non-Clip功能对提升便携式播放器的音量、音质非常具有诱惑力,但防破音Non-Clip功能对音响处理的专业性要求比较强。通过对音乐文件和扬声器的特点深入地分析,采用独有的、防破音Non-Clip技术将合适的门限阈值,启动时间,释放时间等重要参数完全设计在音频功率放大器内部,让音频设计更为简易。

        一直以来,便携式播放器总是按照MP3播放器的标准要求自己,但电力续航是永远的痛。电 话,大屏,GPS,上网等繁多的功能已经让电池的续航能力颇感头痛,而音乐播放功能更是让电力续航捉襟见肘,因此高效率、低功耗的D类放大器越来越受 到欢迎。我司新推出系列带防破音Non-Clip功能的D类放大器,具体资料:http://www.szczkjgs.com/product_1026.htm

 
    您可能对以下产品感兴趣  
产品型号 功能介绍 兼容型号 封装形式 工作电压 备注
 
深圳市永阜康科技有限公司 粤ICP备17113496号 服务热线:0755-82863877 手机:13242913995