你的位置:首頁 > RF/微波 > 正文

                      通過更高的輸出功率和H級控制打造身臨其境的汽車音頻體驗

                      發布時間:2022-03-10 來源:TI 責任編輯:wenwei

                      【導讀】隨著汽車油耗標準的不斷提高(根據美國環境保護署的規定,2026年每加侖汽油的行駛里程需提升至40英里),汽車音響設計人員面臨的挑戰是如何提供身臨其境的音頻體驗,同時減輕車輛重量并提高整體效率。


                      如果需要設計汽車外部放大器,可以通過增加輸出功率、利用更高阻抗的揚聲器以及在系統中實施H類控制來升級音頻系統架構,從而增強用戶體驗。本文將詳細介紹每種方法,包括這些方法對音頻系統重量和性能的影響。


                      使用更高的電源電壓和更高的輸出電流支持更高的輸出功率


                      除了原始設備制造商 (OEM) 要求減輕車輛重量外,消費者還希望獲得出色的音頻性能,能夠在車內享受身臨其境的音頻體驗。為了開發能帶來這種體驗的系統,設計人員喜歡集成性能更強大的低音炮:這些低音炮能夠持續輸出震耳欲聾的低音,并提供更大動態范圍(以分貝計量的最低聲音和最高聲音之間的差異)的聲音復制。


                      為了增加動態范圍以及提高輸出功率,可考慮提高輸入電源電壓。表1展示了在揚聲器阻抗增加時為了保持75W輸出功率而需要的電源電壓和輸出電流值。


                      1.png

                      表1:各種通道需求之間的關系(相同功率)


                      表2展示了增加的功率需求與電源電壓/輸出電流之間的相關性。在本例中,為了提高輸出功率,需要在相同的揚聲器阻抗下增加電源電壓和輸出電流。


                      1646996970151166.png

                      表2:各種通道需求之間的關系(增加功率)


                      為何高阻抗揚聲器可以減輕整體重量


                      如表1所示,使用高阻抗揚聲器的一個好處是,在保持相同輸出功率的情況下,輸出電流顯著下降。進而,由于所需的輸出電流降低,也可以減小銅線的相對尺寸(直徑)。例如,在相同輸出功率下,與4Ω或2Ω揚聲器相比,8Ω揚聲器可以使用直徑更小的銅線,這有助于減輕音頻電纜的重量。圖1所示的簡化安裝圖展示了一個六揚聲器汽車音頻系統,每扇車門有一個中音揚聲器,后部還有兩個額外的揚聲器,總共需要大約76英尺的銅線來連接所有揚聲器。


                      3.jpg

                      圖 1:連接典型的六揚聲器汽車音頻系統所需的銅線長度


                      增加揚聲器阻抗的一個好處是可以減小電纜直徑。再加上通常情況下用于將所有揚聲器連接到音頻外部放大器的布線十分輕量,因此可真正降低音頻系統的整體重量。


                      實施 H 類控制以優化系統效率并進一步減輕重量


                      如圖2所示,在傳統的音頻系統中,為了提供音頻負載所需的峰值功率,電源解決方案通常將所有揚聲器的音頻放大器電源電壓(標記為PVDD)設置為所需的最高電壓。


                      4.jpg

                      圖 2:未實施 H 類控制的傳統音頻系統中的 PVDD


                      實施“H類控制”技術(使用汽車D類音頻放大器,例如TAS6584-Q1)可以優化提供給放大器的PVDD電壓(請參閱圖3),并動態跟蹤音頻波形的包絡。H類控制可以顯著提高音頻設計的效率,并節省了原本PVDD電壓固定為42V時會耗散的功率。


                      5.jpg

                      圖 3:采用H類控制的PVDD


                      為了進一步說明H類控制對效率的影響,讓我們看一下表3中的數據。表3使用基于TAS6584-Q1的汽車H類音頻和跟蹤電源參考設計來啟用或禁用H類控制,比較了系統中的電源輸入 (Pin) 與功耗 (Pout)。利用H類控制,升壓電源控制器和音頻放大器之間的系統效率增益接近10%。


                      6.png

                      表 3:使用 H 類控制提高效率


                      如圖 4 所示,提高效率還可以降低外部放大器的總體功率損耗。


                      7.jpg

                      1646996884192125.jpg

                      圖 4:不使用 H 類控制降低總體功率損耗 


                      為了進一步說明這一點,讓我們看一下TAS6584-Q1音頻放大器和LM5123-Q1升壓控制器電源在啟用和禁用 H 類控制時的熱像儀圖像,并比較它們的熱特征。圖 5 展示了 H 類控制的實施如何顯著降低總熱負荷。


                      如圖 5 所示,H 類控制效率的提高(通過降低功率損耗)有助于降低熱負荷,從而可以選擇更小的散熱器來散發內部熱量。


                      9.jpg

                      圖 5:不采用和采用 H 類控制時的溫度對比


                      10.png

                      表 4:LM15123-Q1 和 TAS6584-Q1 熱成像的溫度比較表


                      結語


                      希望本文已經清晰地為各位介紹了如何利用更高阻抗的揚聲器和實施 H 類控制來幫助您開發重量更輕的音頻系統以及外部放大器減輕重量如何轉化為延長車輛續航里程這一優勢。這將幫助您在整體音頻設計中加入更多數量的揚聲器通道并為現有數量的汽車揚聲器增加每個通道的總體平均輸出功率。


                      關于德州儀器 (TI)


                      德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導體公司,致力于設計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用于工業、汽車、個人電子產品、通信設備和企業系統等市場。我們致力于通過半導體技術讓電子產品更經濟實用,創造一個更美好的世界。如今,每一代創新都建立在上一代創新的基礎之上,使我們的技術變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠,從而實現半導體在電子產品領域的廣泛應用,這就是工程的進步。這正是我們數十年來乃至現在一直在做的事。 欲了解更多信息,請訪問公司網站http://www.ti.com.cn/。



                      免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


                      推薦閱讀:


                      如何使用LTspice對復雜電路的統計容差分析進行建模

                      如何避免功率MOSFET發生寄生導通?

                      具有電源路徑管理的鋰電池1.5A線性充電器BQ2407X

                      使用BLDC電機助力機械掃描激光雷達實現360度視場

                      二極管的前世今生

                      特別推薦
                      技術文章更多>>
                      技術白皮書下載更多>>
                      熱門搜索

                      關閉

                      關閉

                      欧美三级不卡在线播放