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ST级放大器是声音车警报系统的明星,St建议

2021年3月5日经过Antonio Anzaldua Jr.

众所周知,ADA和AVA会在汽车音频系统中添加许多扬声器。但是,D类放大器可能是切割尺寸,成本,热量和功耗的有用解决方案。

汽车制造商现在通过添加更多扬声器来推动传统的音频布局限制。这些额外的扬声器,例如中型和低音扬声器,每辆车可提供超过六个扬声器,因此有必要将外部放大器放置在后备箱空间中。

A类,B和D放大器之间的功率耗散。

A类,B和D放大器之间的功率耗散。图像模拟设备

为了避免这种情况,硬件设计人员必须为高级汽车音频系统开发具有低功率和散热的较小音频放大器解决方案。

作为最近的例子,最近的ST微电子学宣布了改善安全警报的计划在驾驶体验中HFDA801AD类放大器。

现代汽车音频中放大器的设计注意事项

工程师是时候确定新音频放大器系统的大小,一些关键考虑因素包括:

  • 效率
  • 热性能
  • 切换频率
  • 电感器大小
  • 包装设计

每个放大器的规格都大不相同,使每个放大器都适合不同的设计目标和应用。

A类放大器

A类放大器提供可靠的声音质量,但提供大量功耗由于大量的直流偏置电流流过晶体管而不是扬声器。这些简单的功率放大器具有平稳的中端,但缺乏动态,强大的声音。

B类放大器

B类放大器解决功率耗散问题,但通过交叉失真产生较差的声音质量。它们主要用于实验测试和研究,并且比A类解决方案更有效。但是,对于消费者设备而言,失真是一个重要的缺点。

AB类放大器

AB类放大器提供良好的线性和功能性声音,使其比A类或B类放大器更适合汽车无线电系统。这些缺点是AB类放大器倾向于产生大量的内部热量,并且需要大量的散热器,从而增加了音频放大器系统的整体尺寸。

D类放大器

最后,D类放大器具有清晰的声音质量和更高的开关频率,使其比AB级设置更有效。选择D类放大器的一些好处是低热量耗散,占地面积,电池寿命延长和成本效益。

与D类别的效率相比,Class-AB的效率使D级别D与广泛使用的车辆的传统放大器领先。

与D类相比,类AB的效率。优越的结果使D类比广泛使用的车辆的传统放大器领先。图像德州仪器

考虑到这些详细信息,许多设计师将转向D类放大器作为汽车应用程序的候选人。

ST的新型D级放大器

ST宣布HFDA801A(2 MHz脉冲宽度调制(PWM)具有四桥配置的D类放大器。

来自Stmicroelectronics的HFDA801A放大器。

来自Stmicroelectronics的HFDA801A。图像Stmicroelectronics

放大器具有124位数字到分析转换器(DAC)确保更高的音质。它还包括一个无噪声的转折/关闭,具有120 dB范围的信噪比(SNR),以帮助有害失真。

ST的HFDA801A的框图,配置了具有80kHz频率响应和宽带宽高清音频的低通滤波器。

ST的HFDA801A的框图,配置了低通滤波器,80-kHz频率响应和宽带宽度高清音频。图像Stmicroelectronics

尽管标准D类放大器实现了线性性和​​最小的失真,但权衡是它需要更多的组件。但是,St表示,其嵌入式解决方案通过包括数字阻抗仪和实时负载电流监视器,从而为传统的基于D的硬件增加了深度。这种放大器解决方案还可以从车辆的电池中吸收其电源,而无需其他电源转换器。

AVA和ADAS的D类放大器

声车警报系统(AVA)发出警告声音,以提醒行人的电动汽车。这些系统被预测在智能城市中使用,也可以为半自治车辆中更复杂的声音算法打开大门。

同时,阿达斯除了使用设备齐全的D级音频系统,还增加了每辆车内部所需的扬声器数量。

流程图显示了具有强大的AVA系统所需的汽车电池功率所需的。

流程图描绘了由汽车电池提供动力的强大AVA系统。图像Stmicroelectronics

在这些系统中要克服的挑战是射击电流,这是在长时间运行期间发生的。射门电流可以使用电流感应输出透射器保护电路来解决。该电路将设定安全阈值,如果电流超过电路,则设备关闭。

即使以D类设计进行低热量耗散输出,在长时间的操作中仍然会发生过热。温度监测是为了避免过热的温度监测,这是ST的HFD801A中内置的功能。


您在汽车音频系统中面临哪些设计挑战?您是否发现随着车辆中出现更多的ADA和AVA,这些挑战正在转移?在下面的评论中分享您的经验。