本應用筆記介紹了CS44800 / 44600數字D類(lèi)PWM放大器中使用的電源抑制反饋的性能，以及其反饋測量過(guò)程，例如電源抑制性能測試以及反饋性能與頻率的關(guān)系。本文檔還介紹了電源，以說(shuō)明即使電源電壓下降，PSR反饋也將如何保持放大的音頻電平。
由于尚未開(kāi)發(fā)出任何機制來(lái)提供實(shí)時(shí)反饋以抑制電源產(chǎn)生的不想要的音調（波紋）或由于噪聲耦合到電源軌上的噪聲，因此，當前大多數可用的數字D類(lèi)放大器被稱(chēng)為“開(kāi)環(huán)”系統。流過(guò)大型去耦電容器的紋波電流。由于功率MOSFET的高壓側直接連接到電源軌，因此電源軌上產(chǎn)生的所有音調和相關(guān)的諧波都耦合到音頻放大器通道的輸出上。
現在可以降低電源成本，并使用其他電源技術(shù)�！伴_(kāi)環(huán)”數字D類(lèi)PWM放大器禁止使用傳統的低成本，可靠和低EMI輻射噪聲的非穩壓線(xiàn)性電源。針對當前市場(chǎng)上D類(lèi)放大器系統的已發(fā)布應用筆記，建議結合使用大型，昂貴的低ESR電解電容器，使用開(kāi)關(guān)模式電源，該模式具有非常低的輸出電壓紋波和針對負載和線(xiàn)路變化的嚴格調節能力。CS44800 / 44600 PSR電路消除了這些依賴(lài)性，并允許使用廉價(jià)的電源替代方案。
PSR反饋測量程序
電源抑制性能測試
以下用于性能測量圖的測試平臺包括CDB44800（半橋通道），Vpower = +40 V，電阻負載為6Ω。將輸入音頻流的通道A設置為開(kāi)發(fā)板上的通道3，并將通道B設置為通道8。
1.使用非穩壓電源（如果有）�？梢允褂萌魏晤�(lèi)型的電源來(lái)查看PSR抑制，但是，通過(guò)輕度調節的電源比通過(guò)高度調節的電源可以更清楚地看到由于PSR反饋而導致的實(shí)際抑制量。
2.將被測板設置為具有6Ω電阻負載的2通道操作，并執行適當的腳本文件，以便從板播放放大的音頻并進(jìn)行PSR校準。
3.使用數字音頻源（例如Audio Precision），將通道A設置為-1 – dBFS，1 kHz正弦波，將通道B設置為0 dB，60 Hz正弦波。通道B用于模擬廉價(jià)，調節不良的電源產(chǎn)生的諧波。通道B的60 Hz開(kāi)關(guān)輸入將在軌上產(chǎn)生相應的紋波電壓，該紋波電壓將耦合到被測通道，在這種情況下為通道A。
4.在僅打開(kāi)通道A PWM輸出的情況下，使用模擬分析儀（例如Audio Precision），對通道A進(jìn)行幅度與頻率的FFT。1 kHz音調應具有-1 dBFS的幅度。圖1顯示了僅啟用一個(gè)通道A作為基線(xiàn)的結果。
[通道A = 1 kHz，-1 dBFS，通道B =禁用，PSR反饋禁用]
5.接通通道B的PWM輸出，并進(jìn)行通道A的幅度與頻率的FFT。1 kHz音調應具有-1 dBFS的振幅（帶有調制的側音）以及60 Hz的音調和相關(guān)諧波。圖2顯示了通道A和通道B的PWM輸出使能的通道A的FFT。原始的1 kHz音調顯示為-1 dBFS，而來(lái)自通道B的耦合60 Hz音調顯示為-50 dBFS。在通道B的MOSFET器件上播放的滿(mǎn)量程60 Hz音調會(huì )在電源電壓軌上產(chǎn)生相關(guān)的60 Hz紋波電流。該紋波電流以及電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）會(huì )在電源軌上產(chǎn)生離散的音調。由于系統非線(xiàn)性，請注意在120 Hz，180 Hz，240 Hz，300 Hz等頻率下的2、3、4、5等諧波。由于功率MOSFET以384 kHz的頻率開(kāi)關(guān)將所有這些音調調制到通道A的音頻輸出上，因此這些離散的音調也將被調制，這些音調在1 kHz音調的每一側均顯示為對稱(chēng)，等距的音調。使用標準的FM調制公式可輕松計算出每個(gè)調制音調的幅度和頻率。
FFT幅度與頻率的關(guān)系
[通道A = 1 kHz，-1 dBFS，通道B = 60 Hz 0 dBFS，禁用PSR反饋]
6.啟用PSR反饋（將寄存器34h中的CS44800 / 44600位5設置為1b）。在通道A的輸出上執行幅度與頻率的FFT。1 kHz音調的振幅應為-1 dBFS，但是60 Hz音調和調制側音的振幅將大大降低。圖3展示了同時(shí)啟用通道和啟用PSR反饋的結果。
FFT幅度與頻率的關(guān)系
[通道A = 1 kHz，-1 dBFS，通道B = 60 Hz，0 dBFS，啟用了PSR反饋]
圖4將圖2和圖3的結果顯示為覆蓋圖。
FFT幅度與頻率的關(guān)系
[圖2和3疊加圖]
7.為了顯示此噪聲調制對低電平音頻信號的影響，請將通道A上1 kHz音調的幅度設置為-60 dBFS。通道B保持60 Hz，0 dBfs信號。圖5顯示了與上述相同的測試。藍色跡線(xiàn)是關(guān)閉PSR時(shí)通道A輸出的FFT。品紅色軌跡表示啟用了PSR反饋的通道A的輸出。
FFT幅度與頻率的關(guān)系
[通道A = 1 kHz，-60 dBFS，通道B = 60 Hz，0 dBFS，啟用/禁用PSR反饋]
PSR反饋性能與頻率
圖6中的下圖顯示了PSR反饋將提供的抑制量與電源噪聲的頻率（通常在低頻范圍內）之間的關(guān)系。通道B的頻率在20 Hz至20 kHz之間變化，該頻率在被測通道（通道A）上引起紋波電壓。該圖表示從電源軌到通道A的耦合噪聲的幅度與耦合噪聲的頻率之間的關(guān)系。
禁用PSR與啟用PSR
[通道A =“開(kāi)”，但已靜音（零數據），以0 dBFS掃描通道B頻率”
電源壓降測試
為了演示PSR反饋如何補償電源軌中的下垂，請使用CDB44800執行以下操作：
使用以上設置，校準并啟用PSR，并將Vpower設置為+40 V，播放1 kHz音調，其峰峰值幅度約為10 V（或所需的任何幅度）。使用示波器的一個(gè)通道監視通道A的正弦波輸出。使用示波器的另一通道監視Vpower上的DC電壓。
使Vpower降低至+30V。即使Vpower電源將從+40 V降至+30 V，從通道A輸出的正弦波的峰峰值也將保持恒定。
該測試顯示了即使電源電壓下降，PSR反饋也將如何保持放大的音頻電平（播放低頻音頻時(shí)很常見(jiàn)）。播放滿(mǎn)量程信號時(shí)，最大電壓軌下垂補償量限制為標稱(chēng)電壓軌的10％。隨著(zhù)正在播放的信號幅度減小，可以補償電壓軌中的更多下垂。 |
