模拟技术中的DirectDrive技术耳机放大器的工作原理及优势

引言 　　DirectDrive专有架构1可免除传统耳机放大器输出所需要的隔直电容。 　　1 传统的耳机放大器 　　大多数电池供电的电子产品中所采用的传统的耳机放大器都是采用单电源供电，信号摆幅介于正电压和地电平之间。这种设计的结果使放大器只能通过正电压信号。然而，音频信号通常是正负变化的。因此传统的单电源放大器在接受音频信号以前，需要加入直流偏压。这个直流偏压通常是供电电压的一半，以实现最大信号摆幅（图1）。   　　图1. 传统的输出波形 　　虽然直流偏压对于放大电路来说是必需的，但扬声器却要求信号不带直流偏压。当扬声器上接入了直流偏压时，扬声器振盆将由其中间平衡点向最大 DirectDrive技术是模拟技术中的一种创新应用，尤其在耳机放大器的设计中展现出了显著的优势。该技术的核心是去除传统耳机放大器输出端所必需的隔直电容，从而改进了放大器的工作方式和性能。 传统的耳机放大器普遍采用单电源供电，导致信号摆幅局限于正电压和地电平之间。因为音频信号通常是包含正负变化的，所以这些放大器需要在输入端添加直流偏压来实现最大信号摆幅。然而，扬声器并不适合接收到带有直流偏压的信号，这会导致扬声器振盆偏移，增加功耗，产生不必要的发热，并可能损坏扬声器。为了解决这个问题，传统设计会使用隔直电容与阻性负载形成高通滤波器，隔离直流偏压，但这样会占用空间，影响频率响应，并可能导致杂音。 DirectDrive技术的工作原理则完全不同。它利用片上电荷泵产生与正电压对称的负电压，使放大器能够处理正负信号，不再需要直流偏压。电荷泵只需要两个小尺寸的陶瓷电容，大大节省了空间，提升了性能。与传统耳机放大器使用的大型输出耦合电容相比，DirectDrive技术不仅减少了尺寸，还降低了成本。 DirectDrive技术的优势主要体现在以下几个方面： 1. 杂音抑制：由于去除了输出电容的充放电过程，DirectDrive技术显著降低了因电流流经耳机产生的啪噗声，改善了用户体验。 2. 更好的低音性能：传统的高通滤波器设计往往会导致低频响应的滚降，影响低音效果。DirectDrive技术通过减少隔直电容的使用，避免了这种低频损失，尤其是在低阻抗耳机上表现更佳。 3. 性能提升：由于没有隔直电容，DirectDrive放大器的频率响应更平坦，能够更准确地还原音频信号，提高音质。 4. 空间和成本优化：使用小型电容，DirectDrive技术适应了便携式设备对尺寸和成本的严格要求，同时也保持了出色的性能。 DirectDrive技术在模拟技术的耳机放大器领域中展现出巨大的潜力，它不仅解决了传统设计的局限性，而且通过技术创新实现了更好的声音表现、更低的噪声和更高的效率，为音频设备的设计开辟了新的道路。