艾为音乐功放
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电源滤波电容 尽可能靠近功放布局
输入信号线与接地 虚拟差分信号线尽 可能靠近并行布线
输入电容尽可能 靠近功放布局
磁珠、电容尽可能靠近 功放，两根输出线之间 尽可能靠近并行布线
选取精度5% 的CTRL外接电阻
CTRL引脚外接器件、 VREF滤波电容 尽可能靠近功放布局
输出线、电源与地布线 应尽可能短，尽可能宽
AWINIC MUSIC PA
26
喇叭
关注喇叭的f0、平均响度
AWINIC MUSIC PA
27
音腔结构：前后音腔隔离
前后音腔需要完全隔离
¾ 喇叭前后声波振幅相等、相位相反 ¾ 腔体是为了隔开前后声波、避免前后声波相互干涉，减小音量，如果后音 腔密闭不好，特别是波长比较长的低频音容易泄露，造成低频音受损
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9
EMI：传统D类设计的挑战
EMI来源： 覆盖频段 1MHz～1GHz
¾ 250KHz～1.5MHzPWM信号 ¾ 纳秒级边沿切换，过冲振荡
传统D类功放的输出波形
AWINIC MUSIC PA
10
艾为EEE技术（抑制EMI）
AWINIC MUSIC PA
9 9 9 9 音质好，音量大，带来舒适听觉感受 兼容不同音量大小的音乐输入，没有破音噪声的烦恼 有效地保护扬声器，大大减少产品返修率 芯片不发烫，播放时间比传统D类功放更长
AWINIC MUSIC PA
19
艾为CLASS-D音乐功放
AW8145
9 无破音（NCN）技术，带来舒适听音 享受，并有效保护扬声器 9 EEE技术，优异的全带宽EMI抑制能力 9 3W输出功率 9 无需滤波器Class-D结构 9 优异的Pop-Click抑制电路 9 高PSRR：-80dB（217Hz） 9 过流，过热保护电路 9 ±8KVESD 9 ±450mALatch-Up 无破音 超低EMI
传统D类功放 EMI测试结果
AWINIC MUSIC PA
艾为D类功放（EEE技术） EMI测试结果 13
FM电台的信号质量对比
独有EEE技术，艾为D类功放不会对FM信号产生干扰， 保证了FM收听的高信噪比。
传统D类功放 FM信号接收信噪比
AWINIC MUSIC PA
艾为D类功放（EEE技术） FM信号接收信噪比
振幅因子（dB） 3dB 6dB～10dB 20dB 40dB
5
功耗（温度）对比
举例：8欧姆喇叭的最大功率为1W
流行音乐 振幅因子
喇叭播放 音乐的功率
功放 类型
效率
总功耗
内部功耗所 功放内部 引起的温升 浪费功耗 (封装热阻： 180 ℃/W) 530mW 44mW 376mW 25mW 95℃ 8℃ 68℃ 5℃
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24
音效：功放＋喇叭＋音腔结构
AWINIC MUSIC PA
25
功放
选择具有防破音的功放，避免在音量大的时候有刺耳的破声 选择在低频、中频、高频的全频段范围内具有优秀THD的功放，从而保 证低频音色饱满、中频响亮有力、高频纯净透明，声音层次清晰、表现 力丰富
自动检测音频输出过载，调节系统增益，保证音频输出不出现削波，音乐圆润 动听，并且悦耳响亮。
传统D类功放： 音频输出严重削波，声音刺耳乏味 艾为D类功放（NCN）： 音频输出依旧平滑，声音舒适悦耳
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18
艾为无破音NCN(Non-Crack-Noise)
艾为无破音（NCN）技术的特性
出声孔主要影响音量
¾ 出声孔的面积、位置、分布是否均匀对声音响度有比较大的影响 ¾ 前音腔越大，出声孔的面积要求越大 ¾ 出声孔面积太大，声音发散，响度反而降低；出声孔面积太小，当小于一 定阈值，响度急剧下降。建议出声孔的投影面积为喇叭面积的20％～30 ％，并且要求靠近中央，均匀分布
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音乐流畅动听
Mode NCN1 NCN2 AttackTime 45ms 10ms ReleaseTime 2.6s 1.2s Application Music Voice
工作模式设定（一）
使用带有下拉的 GPIO接口
语音圆润平滑
AWINIC MUSIC PA
21
AW8145– 无破音、超低EMI、D类音乐功放
14
D类功放EMI抑制
PCB设计中EMI抑制:
¾ PCB设计中应尽可能减小音频输出线长度 ¾ 当输出布线过于接近EMI敏感器件（如：FM、模拟电视）时，建议 采用磁珠、电容 ¾ 磁珠与电容应尽可能靠近功放放置
尽量减短 音频输出线
磁珠及电容 尽量靠近功放布局
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15
艾为无破音（NCN）技术
11
艾为EEE技术
EEE：EnhancedEmissionElimination
全带宽范围内极大地抑制EMI干扰，在FCC标准下仍有20dB的裕量
传统D类功放
艾为D类功放（EEE技术）
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12
艾为EEE技术
EEE技术在全频带范围内展现了其优异的EMI抑制能力
频段 FM 模拟电视 CMMB CDMA GSM 范围 87MHz～108MHz 48MHz～865MHZ 470MHz～798MHz 825MHz~880MHz 900MHz/1800MHz 传统D类 10dB 10dB 12dB 13dB 11dB 艾为D类 25dB 25dB 21dB 16dB 13dB 优势 15dB 15dB 9dB 3dB 2dB
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30
音效：前音腔影响高频效果
前音腔主要影响高频部分，对低频部分影响较小
¾ 前音腔太薄，声音发尖 ¾ 前音腔太厚，高频音色太单薄，声音不够丰富 ¾ 前音腔的厚度不能薄也不能厚，有个最佳值，需要根据具体情况调试决定
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31
音效：出声孔影响音量
CSP9
AWINIC MUSIC PA
20
AW8145– 无破音、超低EMI、D类音乐功放
AW8145应用：
9 三种模式可选：NCN1、NCN2、NCNOFF 9 针对不同场合，客户可以选择不同模式 9 通过CTRL引脚外围设置实现 要求使用带有下拉的GPIO端口作为 CTRL1与CTRL2的控制端口。
32
YOU WIN, WE WIN ALL WIN !
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33
艾为
音乐功放
让音乐手机飞入寻常百姓家
手机设计挑战：功耗、散热、播放时间
MP3播放、 FM收听、游戏、上网、CMMB等娱乐功能在手机中的广泛应 用，极大丰富了人们的日常生活，但同时为手机设计人员带来了功耗、散热、 播放时间等更为严峻的挑战。
MP3 FM
网络
游戏 CMMB
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28
音腔结构：后音腔需密闭
后音腔密闭的重要性
¾ 后音腔完全密闭：声压频响曲线平滑 ¾ 手机后音腔没有密闭好：声压频响曲线混乱，音色受损
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29
音效：后音腔影响低频效果
后音腔主要影响低频部分，对高频部分影响较小
¾ 后音腔体积越大，f0越小，低频部分越饱满 ¾ 后音腔体积增大与f0减小不是线性关系，当后音腔超过一定体积时，再增 大后音腔体积，对f0减小的程度有限
2Leabharlann 高效率：功耗小、播放时间长、无需散热
功耗小
高效率
播放时间 长
热管理 成本低
可靠性 高
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3
音频功放发展趋势：提升效率
音频功放的发展趋势
A类→AB类→D类的发展过程就是效率不断提升的过程。
播放时间的 不断提升
D A
20%效率
AB
30%效率 90%效率
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4
音乐的振幅因子（crestFactor)
音乐的振幅因子定义：峰值和有效值之比
crest factor = 20 log
VMAX P = 10 log MAX (dB ) (V：幅度，P：功率） V RMS PRMS
各种音乐的振幅因子
音乐类型 正弦波 流行音乐 古典音乐 交响乐
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22
AW8145:引领音乐手机主旋律
Ultra-Low EMI. Non-Crack-Noise. Big Sound.
.. Just Enjoy
EEE技术：超低EMI NCN：音质好 3W功率：音量大
AW8145
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23
艾为音乐功放AW8145应用
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7
D类放大器
AWINIC MUSIC PA
8
D类功放工作原理
D类放大器工作原理
采用PWM脉宽调制，将模拟音频信号转化为高频脉冲信号，利用扬声器及人耳 固有滤波特性将脉冲信号还原为音频信号。
D类放大器工作原理
D类放大器特性
¾ 高达90%的效率：D类的开关工作方式使得其功耗非常小 ¾ EMI干扰：源自高频开关的EMI干扰是D类设计中一个主要的挑战
功放的温度 (室温25℃) 120℃ 发烫 33℃ 93℃ 发烫 30℃
6dB
250mW
AB类 32% D类 85%
780mW 294mW 476mW 125mW
10dB
100mW
AB类 21% D类 80%
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6
音乐播放时间对比
MP3播放平均功率所覆盖范围内，D类的效率是 AB类的2～5倍。 D类功放播放时间比AB类功放至少可以延长2倍。
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16
音频应用挑战之破音
不同MP3音乐文件的音量大小差异很大，传统功放增益的设定 很难兼顾。
长时间的破音播放带来损害：
¾ 音频信号信号削波失真，声音刺耳难听 ¾ 对扬声器造成永久性损伤，造成产品返修
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17
艾为无破音（NCN）技术
NCN(Non-Crack-Noise)
AW8145应用：
手机应用中更多的是音乐场合 您希望 9 更方便简化的设计 9 更少的成本，更少的外围器件
工作模式设定（二）
AW8145提供简化的应用环境设置， 系统设定NCN1为默认模式，只需将 CTRL视为通用的使能引脚即可。 要求使用带有下拉的GPIO端口作为 CTRL1的控制端口。
使用带有下拉 的GPIO端口 更少的外围器件 更简单设计要求
输入信号线与接地 虚拟差分信号线尽 可能靠近并行布线
输入电容尽可能 靠近功放布局
磁珠、电容尽可能靠近 功放，两根输出线之间 尽可能靠近并行布线
选取精度5% 的CTRL外接电阻
CTRL引脚外接器件、 VREF滤波电容 尽可能靠近功放布局
输出线、电源与地布线 应尽可能短，尽可能宽
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26
喇叭
关注喇叭的f0、平均响度
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27
音腔结构：前后音腔隔离
前后音腔需要完全隔离
¾ 喇叭前后声波振幅相等、相位相反 ¾ 腔体是为了隔开前后声波、避免前后声波相互干涉，减小音量，如果后音 腔密闭不好，特别是波长比较长的低频音容易泄露，造成低频音受损
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9
EMI：传统D类设计的挑战
EMI来源： 覆盖频段 1MHz～1GHz
¾ 250KHz～1.5MHzPWM信号 ¾ 纳秒级边沿切换，过冲振荡
传统D类功放的输出波形
AWINIC MUSIC PA
10
艾为EEE技术（抑制EMI）
AWINIC MUSIC PA
9 9 9 9 音质好，音量大，带来舒适听觉感受 兼容不同音量大小的音乐输入，没有破音噪声的烦恼 有效地保护扬声器，大大减少产品返修率 芯片不发烫，播放时间比传统D类功放更长
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艾为CLASS-D音乐功放
AW8145
9 无破音（NCN）技术，带来舒适听音 享受，并有效保护扬声器 9 EEE技术，优异的全带宽EMI抑制能力 9 3W输出功率 9 无需滤波器Class-D结构 9 优异的Pop-Click抑制电路 9 高PSRR：-80dB（217Hz） 9 过流，过热保护电路 9 ±8KVESD 9 ±450mALatch-Up 无破音 超低EMI
传统D类功放 EMI测试结果
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艾为D类功放（EEE技术） EMI测试结果 13
FM电台的信号质量对比
独有EEE技术，艾为D类功放不会对FM信号产生干扰， 保证了FM收听的高信噪比。
传统D类功放 FM信号接收信噪比
AWINIC MUSIC PA
艾为D类功放（EEE技术） FM信号接收信噪比
振幅因子（dB） 3dB 6dB～10dB 20dB 40dB
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功耗（温度）对比
举例：8欧姆喇叭的最大功率为1W
流行音乐 振幅因子
喇叭播放 音乐的功率
功放 类型
效率
总功耗
内部功耗所 功放内部 引起的温升 浪费功耗 (封装热阻： 180 ℃/W) 530mW 44mW 376mW 25mW 95℃ 8℃ 68℃ 5℃
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24
音效：功放＋喇叭＋音腔结构
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25
功放
选择具有防破音的功放，避免在音量大的时候有刺耳的破声 选择在低频、中频、高频的全频段范围内具有优秀THD的功放，从而保 证低频音色饱满、中频响亮有力、高频纯净透明，声音层次清晰、表现 力丰富
自动检测音频输出过载，调节系统增益，保证音频输出不出现削波，音乐圆润 动听，并且悦耳响亮。
传统D类功放： 音频输出严重削波，声音刺耳乏味 艾为D类功放（NCN）： 音频输出依旧平滑，声音舒适悦耳
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艾为无破音NCN(Non-Crack-Noise)
艾为无破音（NCN）技术的特性
出声孔主要影响音量
¾ 出声孔的面积、位置、分布是否均匀对声音响度有比较大的影响 ¾ 前音腔越大，出声孔的面积要求越大 ¾ 出声孔面积太大，声音发散，响度反而降低；出声孔面积太小，当小于一 定阈值，响度急剧下降。建议出声孔的投影面积为喇叭面积的20％～30 ％，并且要求靠近中央，均匀分布
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音乐流畅动听
Mode NCN1 NCN2 AttackTime 45ms 10ms ReleaseTime 2.6s 1.2s Application Music Voice
工作模式设定（一）
使用带有下拉的 GPIO接口
语音圆润平滑
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21
AW8145– 无破音、超低EMI、D类音乐功放
14
D类功放EMI抑制
PCB设计中EMI抑制:
¾ PCB设计中应尽可能减小音频输出线长度 ¾ 当输出布线过于接近EMI敏感器件（如：FM、模拟电视）时，建议 采用磁珠、电容 ¾ 磁珠与电容应尽可能靠近功放放置
尽量减短 音频输出线
磁珠及电容 尽量靠近功放布局
AWINIC MUSIC PA
15
艾为无破音（NCN）技术
11
艾为EEE技术
EEE：EnhancedEmissionElimination
全带宽范围内极大地抑制EMI干扰，在FCC标准下仍有20dB的裕量
传统D类功放
艾为D类功放（EEE技术）
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12
艾为EEE技术
EEE技术在全频带范围内展现了其优异的EMI抑制能力
频段 FM 模拟电视 CMMB CDMA GSM 范围 87MHz～108MHz 48MHz～865MHZ 470MHz～798MHz 825MHz~880MHz 900MHz/1800MHz 传统D类 10dB 10dB 12dB 13dB 11dB 艾为D类 25dB 25dB 21dB 16dB 13dB 优势 15dB 15dB 9dB 3dB 2dB
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30
音效：前音腔影响高频效果
前音腔主要影响高频部分，对低频部分影响较小
¾ 前音腔太薄，声音发尖 ¾ 前音腔太厚，高频音色太单薄，声音不够丰富 ¾ 前音腔的厚度不能薄也不能厚，有个最佳值，需要根据具体情况调试决定
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31
音效：出声孔影响音量
CSP9
AWINIC MUSIC PA
20
AW8145– 无破音、超低EMI、D类音乐功放
AW8145应用：
9 三种模式可选：NCN1、NCN2、NCNOFF 9 针对不同场合，客户可以选择不同模式 9 通过CTRL引脚外围设置实现 要求使用带有下拉的GPIO端口作为 CTRL1与CTRL2的控制端口。
32
YOU WIN, WE WIN ALL WIN !
AWINIC MUSIC PA
33
艾为
音乐功放
让音乐手机飞入寻常百姓家
手机设计挑战：功耗、散热、播放时间
MP3播放、 FM收听、游戏、上网、CMMB等娱乐功能在手机中的广泛应 用，极大丰富了人们的日常生活，但同时为手机设计人员带来了功耗、散热、 播放时间等更为严峻的挑战。
MP3 FM
网络
游戏 CMMB
AWINIC MUSIC PA
AWINIC MUSIC PA
28
音腔结构：后音腔需密闭
后音腔密闭的重要性
¾ 后音腔完全密闭：声压频响曲线平滑 ¾ 手机后音腔没有密闭好：声压频响曲线混乱，音色受损
AWINIC MUSIC PA
29
音效：后音腔影响低频效果
后音腔主要影响低频部分，对高频部分影响较小
¾ 后音腔体积越大，f0越小，低频部分越饱满 ¾ 后音腔体积增大与f0减小不是线性关系，当后音腔超过一定体积时，再增 大后音腔体积，对f0减小的程度有限
2Leabharlann 高效率：功耗小、播放时间长、无需散热
功耗小
高效率
播放时间 长
热管理 成本低
可靠性 高
AWINIC MUSIC PA
3
音频功放发展趋势：提升效率
音频功放的发展趋势
A类→AB类→D类的发展过程就是效率不断提升的过程。
播放时间的 不断提升
D A
20%效率
AB
30%效率 90%效率
AWINIC MUSIC PA
4
音乐的振幅因子（crestFactor)
音乐的振幅因子定义：峰值和有效值之比
crest factor = 20 log
VMAX P = 10 log MAX (dB ) (V：幅度，P：功率） V RMS PRMS
各种音乐的振幅因子
音乐类型 正弦波 流行音乐 古典音乐 交响乐
AWINIC MUSIC PA
AWINIC MUSIC PA
22
AW8145:引领音乐手机主旋律
Ultra-Low EMI. Non-Crack-Noise. Big Sound.
.. Just Enjoy
EEE技术：超低EMI NCN：音质好 3W功率：音量大
AW8145
AWINIC MUSIC PA
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艾为音乐功放AW8145应用
AWINIC MUSIC PA
7
D类放大器
AWINIC MUSIC PA
8
D类功放工作原理
D类放大器工作原理
采用PWM脉宽调制，将模拟音频信号转化为高频脉冲信号，利用扬声器及人耳 固有滤波特性将脉冲信号还原为音频信号。
D类放大器工作原理
D类放大器特性
¾ 高达90%的效率：D类的开关工作方式使得其功耗非常小 ¾ EMI干扰：源自高频开关的EMI干扰是D类设计中一个主要的挑战
功放的温度 (室温25℃) 120℃ 发烫 33℃ 93℃ 发烫 30℃
6dB
250mW
AB类 32% D类 85%
780mW 294mW 476mW 125mW
10dB
100mW
AB类 21% D类 80%
AWINIC MUSIC PA
6
音乐播放时间对比
MP3播放平均功率所覆盖范围内，D类的效率是 AB类的2～5倍。 D类功放播放时间比AB类功放至少可以延长2倍。
AWINIC MUSIC PA
16
音频应用挑战之破音
不同MP3音乐文件的音量大小差异很大，传统功放增益的设定 很难兼顾。
长时间的破音播放带来损害：
¾ 音频信号信号削波失真，声音刺耳难听 ¾ 对扬声器造成永久性损伤，造成产品返修
AWINIC MUSIC PA
17
艾为无破音（NCN）技术
NCN(Non-Crack-Noise)
AW8145应用：
手机应用中更多的是音乐场合 您希望 9 更方便简化的设计 9 更少的成本，更少的外围器件
工作模式设定（二）
AW8145提供简化的应用环境设置， 系统设定NCN1为默认模式，只需将 CTRL视为通用的使能引脚即可。 要求使用带有下拉的GPIO端口作为 CTRL1的控制端口。
使用带有下拉 的GPIO端口 更少的外围器件 更简单设计要求