VR视角 氮化镓(GaN)赋能D类音频放大器的畴昔
了解若何将氮化镓功率晶体管本事愚弄于D类音频放大器,不错提高信号保真度,缩小功耗,并提供比硅更轻、更具老本效益的科罚决策。在音频工程中VR视角,放大器是传递巨大、千里浸式声息的中枢成立。这些成立将低功率音频信号更正为丰富、高功率的输出,从而出手从便携式扬声器到专科音响系统的一切成立。
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在往时十年中出现的各式
放大器 ]article_adlist-->假想中,有一种脱颖而出:D类放大器。以其高效性和平凡使用而着名,D类本当事者导了当代音频规模。然则,即使是最受迎接的放大器也有其局限性。面前的D类音频系统诚然成果很高,但在性能上仍濒临挑战。
D类放大器的逆境
D类放大器通过快速切换其输出晶体管在王人备导通和王人备摈弃景色之间来竣事高成果,这种身手在表面上最小化了功率损耗。
这种高成果使得D类放大器止境合允洽代音频系统,但在履行中,仍存在一些捏续存在的性能问题:
热管制
尽管比其他放大器拓扑结构更高效,D类放大器仍然会产生权贵的热量。管制这些热量需要使用体积较大的散热器,这增多了成立的尺寸和分量,缩小了其紧凑和苟简的后劲。
音质
尽管成果很高,好多D类放大器未能竣事其不凡音质的原意。中枢问题在于晶体管的开关活动常常不够理思,导致音频保真度缩小。
失真
D类放大器中的脉冲宽度调制(PWM)波形旨在模拟完整的方波,但现实假想常常够不上这一理思景色。非理思的波形会引入失真和噪声,尤其是在高频和高功率水平下,这些失真尤为显然。
这些挑战的根源在于硅基晶体管(特出是MOSFET)的局限性。它们在竣事D类放大器所需的快速开关速率和低导通电阻方面存在贫穷。跟着对更高频率和电压的需求增多,这些基于硅的假想会引入更多失真、更长的死区时辰以及更高的功率损耗——统共这些身分都会缩小放大器的举座音质和成果。
硅基MOSFET的环节局限性之一是其体二极管的规复速率较慢,这导致开关波形中出现过量的振铃和过冲。这些效应不仅会缩小音质,还会增多热输出。硅基MOSFET中的固有电容——举例输出电容(Coss)——进一步加重了这一问题,迫使假想东谈主员为了衰落过量的电磁搅扰而缩小开关速率。
氮化镓:D类放大器的变革者登场
青柠视频在线观看BD氮化镓是一种宽带隙半导体,与硅比拟具有多项固有的本事上风,它重新界说了功率电子的可能性。与硅比拟,GaN具有多种固有上风,这些上风径直科罚了传统D类放大器的不及,解锁了新的性能水平。矫正的开关性能GaN为D类放大器带来的最权贵随意之一是其近乎理思的开关活动。GaN晶体管的开关速率远快于其硅基同类居品,随机产生更接近完整方波的开关波形。这种快速开关减少了死区时辰——即两个开关同期关闭的环节期间——从而权贵缩小失真,竣事更知晓、更准确的声息再现。更快的开关速率还使GaN随机减少硅基假想中常见的过冲和振铃气候,从而赢得更干净的音频信号。
更好的热性能
由于开关速率较慢,基于硅的放大器常常因功率损耗而备受困扰,这使得它们需要使用体积较大的冷却组件,举例散热器。与此同期,氮化镓(GaN)大幅减少了热量的产生,排斥了对极重的热管证据决决策的需求。这使得放大器不仅愈加紧凑、苟简,况且随机在较永劫辰内保捏高质地的音频输出——这关于空间和电板续航至关蹙迫的便携式音频成立来说号称理思。
缩小失真
氮化镓(GaN)不凡的开关性能径直影响两个环节的音频筹谋:总谐波失真(THD)和信噪比(SNR)。通过最小化死区时辰并产生更接近理思的波形,基于GaN的放大器权贵缩小了通盘频率界限内的失真。
这种矫正在高功率水平下尤为显然,而基于硅的假想在这种情况下常常会进展欠安。其驱散是声息愈加平滑、当然,解脱了因开关速率较慢、成果较低的晶体管而引入的常见失真。氮化镓(GaN)的上风还源于其较低的输出电容(Coss)以及排斥了反向规复电荷(Qrr)——这两个环节参数提高了其高频性能。Qrr的缺失落味着GaN晶体管不会像硅基MOSFET那样受到与电荷相关的延长困扰,从而竣事更快、更干净的开关。这种开关噪声的减少进一步提高了音频信号的保真度,即使在高功率愚弄中,也能确保低噪声水温和不凡的谐波均衡。
GaN本事的现实上风
GaN本事在D类放大器中的上风为制造商和结尾用户带来了实真的在的刚正。关于便携式音频成立,GaN的高成果随机延长电板续航时辰——这关于迁徙音频居品来说是一个环节特色,因为奢华者既条目性能,又守望居品耐用。GaN产生的热量减少,以及更小、更高效的假想,也让制造商随机削减与散热器和超大电源等极重部件相关的老本。这些从简下来的老本不错转嫁给奢华者VR视角,从而在不殉难音质的前提下,制造出更经济实惠、更紧凑的成立。GaN在缩小音频失真方面也进展出色。通过减少死区时辰和改善开关波形的线性度,GaN放大器随机产生更知晓、更准确的声息。这种矫正在高频下尤为显然,因为传统假想在高频时失真会变得愈加显然。此外,GaN放大器的高成果还允许假想东谈主员提高开关频率,这进一步提高了音频阔别率,并减少了电感中的纹波电流等问题。