基于RT9119 的家庭版高效能音效放大器设计

随著电子产品的不断发展，功率放大器的性能对产品质量有着重要的影响。传统的线性功放（A、B、AB类）虽然有良好的线性度和THD等性能，但都有共同的缺陷，如效率都低于50%、功耗大，制约其在可携式产品上的应用［1］，而高效率、节能、低失真、体积小的D类功放应用日益广泛。

D类放大利用的原理为PWM（Pulse Width Modulation），作用方式类似于主机板上交换式电源概念，即利用数位频率波型的疏密来输出类比振幅的高低大小，频率密则振幅高，反之频率疏时则振幅降低。也因此运作模式，D类放大意被称为数位式功率放大或数位功放。

D类放大省略了传统AB类晶体放大，在做成大功率机型时所需的大型变压器、超大滤波电容，可改以小电容与类似交换式电源供应模式（Switching Power）的小型变压器取代，使得电能可以快速直接地驱动喇叭单体，此运作模式提供极高的电能利用率，纯理论上是100%运用，实务上电能利用率也经常在80%、90%水准。

由上述驱动模式即可发现，D类放大电路当然在工作时不易产生高热，所以可以免掉占空间的散热片，此外，由于采用PWM模式，D类放大电路所需的体积，会比传统的功率放大线路小了许多，成本也较低，加上低耗热优点，D类放大线路非常适合塞在小空间里。

不过以音质的角度检视，D类放大的缺点是以调变程序所形成的放大，其结果必然与原始信号有些出入，但在一般消费性产品的音乐播放上，其品质可被接受，甚至在目前的技术下，D类放大的音质越来越好2声道D类放大器基本上在一个芯片中包含2个单通道放大器，可以分别操作2个声道Richtek 推出高效能音效放大器RT9119， RT9119是使用I2S界面输入的高效身历声音讯功率放大器，可输出2x20W功率驱动8Ω BTL扬声器，电源利用效率高达90%以上，无需使用散热器材。它内建爆裂音抑制功能，可在各种条件下防止扬声器发出爆裂音。内建的保护电路可提供过热保护、过流保护、过压保护、直流和欠压保护等能力，各故障状态均有上报功能。

RT9119是I2S界面上的收端器件，可以接受外来的所有时钟信号。它支援master模式和slave模式，可接受8kHz至96kHz取样率的输入信号。它含有可程控的资料路由设计，可将资料导入内部扬声器驱动器使用。

RT9119使用三段式动态回应控制设计，具有灵活的多频段双二阶滤波器，可实现防削顶、功率限制和扬声器均衡等功能。

► 场景应用图
► 产品实体图
► 展示版照片
► 方案方块图

► 核心技术优势

1. 效率可达 96%
2. 支援 I2S 数字输入讯号
3. 内建 Anti-pop 功能避免开机Pop noise
4. 支援I2S 外部clock source
5. PWM switching 频率 352KHz or 384KHz依据取样频率调变
6. 可程式化DRC 过滤器

► 方案规格

1. 工作电压范围：8V至26.4V
2. 20V电源下可推8Ω BTL扬声器2x20W
3. 12V电源下可推8Ω BTL扬声器2x9W
4. 支援双声道身历声输出
5. 信号取样率8kHz至96kHz
6. 内建防爆裂音功能
7. 36个可程控双二阶滤波器供扬声器均衡使用
8. 可程控动态回应控制滤波器系数，支援多种压缩比例
9. 内建直流阻断滤波器
10. 具备欠压锁定保护、过压保护、过流保护、过热保护和直流保护等功能
11. 无需外加滤波器
12. 热强化的VQFN-28L封装
13. 符合RoHS规范，不含卤素