【導讀】上海類比半導體技術有限公司（以下簡稱“類比半導體”或“類比”）作為國內領先的模擬及數模混合芯片設計商

，正通過其創新的中大功率模擬/數字功放技術

，重塑消費電子市場中高端音頻產品的技術標準。隨著國產半導體產業的快速崛起
，類比半導體基於其17年功放研發經驗的團隊，另辟賽道，專注中大功率模擬/shuzigongfanglingyu。qigaoduanyinpinchanpinshejibujinzaigonglvshuchuhexiaolvshangchaoyueletongleijingpin
，gengyiqizhuoyuedesanrexingnenghejichengdegaojiesuanfa，manzuleshichangduigaopinzhiyinpintiyandebuduanzhuiqiu。

摘要

上海類比半導體技術有限公司（以下簡稱“類比半導體”或“類比”）作為國內領先的模擬及數模混合芯片設計商，正通過其創新的中大功率模擬/數字功放技術，重塑消費電子市場中高端音頻產品的技術標準。隨著國產半導體產業的快速崛起，類比半導體基於其17年功放研發經驗的團隊
，另辟賽道，專注中大功率模擬/shuzigongfanglingyu。qigaoduanyinpinchanpinshejibujinzaigonglvshuchuhexiaolvshangchaoyueletongleijingpin，gengyiqizhuoyuedesanrexingnenghejichengdegaojiesuanfa，manzuleshichangduigaopinzhiyinpintiyandebuduanzhuiqiu。

類比半導體將持續提供與市麵通用產品兼容、軟件設計簡便、調音友好的功放產品，確保在音箱
、電視、投影儀等產品上實現卓越的音頻性能。

一、數字功放

AU68x5係列產品是類比推出的首個帶DSP的中功率數字功放
，專門為高端電視、中功率音箱、高端投影儀的應用設計。

表 1  數字功放

1.1 優異的基本指標

相比國際大廠同類功放
，類比數字功放Rdson要小幾十mΩ，有更大不失真功率和更高的效率（12V
，1SPW，>90%）。對於音箱、soundbar產品

，常見18V供電、4Ω負載下，1%失真可以達到2*30W的大功率輸出，輕鬆滿足常見的2*20W的功率輸出要求。對於電視投影儀產品
，常見的12V
、6Ω負載下，1%失真能夠輸出2*11W，滿足6Ω8W/10W的功率要求。

圖 1  AU681x供電VS功率

得益於精心設計的低導通電阻（Rdson為110mΩ典型值）

，類比半導體的演示板在12V供電、4Ω負載條件下，采用BD模式並設置768kHz的調製頻率進行了一項細致的溫升對比測試。

測試結果顯示
，在2*1W輸出功率時
，AU6815芯片的溫度與市場上的競爭產品相當。然而，隨著功率的提升，AU6815的優勢逐漸顯現。在2*10W輸出時，AU6815的芯片表麵溫度顯著低於競品，分別低了22℃和37.9℃。當輸出功率增至2*20W時，競品芯片因溫度過高觸發了過溫保護（OTP），而AU6815依然穩定運行。這表明，在相同功率條件下，AU6815的溫升控製更為出色
，從而為客戶在設計時對PCB板層數
、散熱片規格以及銅皮厚度的選擇提供了更大的靈活性和便利性。

類比半導體的功放產品采用了先進的閉環架構
，這一設計相較於傳統開環架構顯著降低了底噪(35uVrms typ）和失真水平（≤ 0.03%@1k，1W）。得益於此

，即便在靜音或小信號條件下
，輸出的聲音依然純淨無瑕，信噪比更是高達110dB
，確保了卓越的音質體驗。

在全音頻範圍內（20Hz至20kHz）
，BD模式下的總諧波失真加噪聲（THD+N）低於0.15%
，這一性能達到了業界領先水平，充分展現了類比功放在音質保真方麵的卓越表現。而1SPW模式在20~20kHZ測試下，THD+N也控製在0.3%以內
，這一模式在保持高效率和低功耗的同時，依然維持了優異的失真性能，滿足了市場對高端音頻產品設計的嚴格要求。

圖 2  AU68x5的THD+N

1.2 支持高階算法

類比半導體的數字功放產品係列集成了先進的DPEQdongtaidiyinzengqiangsuanfa
，tigonglejingxidepinlvxiangyingtiaojienengli。gaisuanfanenggouzhenduiyonghushedingdeyuzhihetedingpinduanjinxingdongtaitiaozheng
，youhuaxiaoyinliangshidediyinbiaoxian
，tongshizaidayinliangbofangtiaojianxia，tongguozhinengkongzhifangzhishengyinshizhenhepoyinxianxiang。

具體而言
，在低音量播放環境中，DPEQ算法通過設定的低頻增強參數，實現了對低頻信號的增益提升，增強了音頻的深度和力度。而在高音量狀態下，算法則自動調整EQ參數，確保輸出信號不會超出設備處理能力，從而避免了因音量過大而引起的失真問題。

tongguozhezhongdongtaitiaozhengjizhi，leibibandaotideshuzigongfangbujinzaixiaoyinliangxiatigongleqianghuadediyintiyan
，erqiezaidayinliangbofangshiyenengweichiyinpinxinhaodewanzhengxingheqingxidu，manzuleyinpingongchengshiheyinxiangaihaozheduiyugaobaozhenyinzhideyangeyaoqiu。

圖 3  DPEQ算法

1.3 創新響應：聆聽客戶需求，直擊客戶痛點

在傳統功放產品中

，缺乏對電源電壓（PVDD）的監測和溫度感應功能是常見問題。針對這一挑戰，類比半導體的功放產品內建了一係列創新功能，以滿足市場需求並提升用戶體驗。

• 增強的電源管理：集成的掉電檢測機製有效避免了額外的欠壓檢測電路
  
  ，同時優化了異常掉電情況下的瞬態噪聲（pop noise）問題。

• 動態電流控製：CBC功能通過喇叭端的電流限製，不僅保護了喇叭單元，還防止了前端電源的異常拉降，有效避免了過流保護（OCP）引發的斷音現象。

• 實時溫度監控：功放芯片的溫度可實時讀取，並通過多級溫度報警係統，及時響應過熱情況，從而防止了因溫度過高引發的保護性斷音。

• 精準聲場同步：多芯片同步技術確保了聲場的精確還原，為用戶帶來了一致性和高保真的聽覺體驗。

通過這些創新應用，類比半導體的功放產品不僅解決了客戶的技術痛點，還提供了更為穩定和高效的音頻解決方案。

圖 4  CBC限流功能防止OCP斷音

圖 5  同步功能準確還原聲場

二、模擬功放

為滿足低成本音箱市場的需求，類比半導體推出了具備3.5V至14.5V寬電壓適用範圍的模擬功放AU3138S（20/26dB）和AU3138T（32/36dB）。這些型號通過外部電阻配置，提供兩檔增益調節
，全麵覆蓋了20/26/32/36dB的增益需求，確保了從單節電池到多節電池供電

，乃至12V產品的廣泛應用。

對於低成本電視和投影儀等產品，我們設計了8~14.5V輸入電壓範圍的模擬功放AU3138M（20/26dB）和AU3138P（32/36dB）。這些型號同樣支持外部調節增益
，滿足多樣化的增益配置需求。特別地，7.4V的欠壓設計有效控製了掉電時的瞬態噪聲（pop noise）
，提升了音質表現。

針對對成本效益有極致追求的應用場景
，類比半導體推出了16pin封裝的AU3107M和AU3108M功放，分別支持BD和1SPW調製模式。與傳統的28pin產品相比

，在保持相同功率輸出的同時，提供了更高的性價比，為成本敏感型產品提供了理想的解決方案。

表 2  模擬功放

2.1 優異的基本指標

類比半導體的模擬功放產品全麵支持BD和1SPW兩種工作模式。在BD模式下，功放展現出卓越的THD+N性能，指標低於0.05%
，確保了音頻信號的純淨度和音質的細膩度。而即便在1SPW模式下，THD+N的性能指標也小於0.1%

，同時靜態功耗降至16mA（12V）
，顯著提升了能效比。同時，結合典型值為140mΩ的極低導通電阻（Rdson），與1SPW模式的協同作用，實現了超過85%的高效率（在12V供電

、4Ω負載條件下）。

圖 6  AU3138極低失真率（<0.05%）

2.2 閉環架構

，Plimit精準

我們的28pin產品係列均支持先進的Plimit功能，這一特性得益於閉環架構的精準設計。類比功放采用的功率限製值計算方法不受電源電壓（PVDD）波動的影響，確保了功率限製值（Plimit）的穩定性和精確度。相較於傳統的開環架構，閉環架構下的功率限製更為精確，提供了更為可靠的性能保障。

• POUT (10% THD) = 1.25 × POUT (未削波)

• RL 是負載電阻。

• RS 是總串聯電阻，包括 RDS(on) 和輸出濾波器電阻。

• VP 是峰值幅度，受“虛擬”電壓軌限製。

  
  

2.3 卓越的EMC性能與內置高階展頻技術

電磁兼容性（EMC）是消費電子產品設計中的一個關鍵挑戰，而類比半導體憑借深厚的EMC調試經驗，已在這一領域取得顯著成就。我們不僅通過精心設計的外部電路來優化EMC性能，還在產品內部集成了高階展頻技術。從設計階段開始，我們就專注於解決EMC問題
，確保產品能夠在各種電磁環境下穩定運行。

得益於這種綜合方法，即使在采用磁珠方案的情況下

，我們的功放產品也能輕鬆通過EN55013和EN55022等嚴格的EMC標準測試
，展現出類比半導體在電磁兼容性方麵的卓越性能和可靠性。

三、總結

類比半導體的功放產品係列在設計上實現了與市麵通用產品的BOM兼(jian)容(rong)性(xing)，確(que)保(bao)了(le)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)的(de)簡(jian)便(bian)性(xing)和(he)調(tiao)音(yin)軟(ruan)件(jian)的(de)用(yong)戶(hu)友(you)好(hao)性(xing)。在(zai)性(xing)能(neng)上(shang)
，我(wo)們(men)的(de)產(chan)品(pin)不(bu)僅(jin)在(zai)基(ji)本(ben)指(zhi)標(biao)上(shang)超(chao)越(yue)了(le)傳(chuan)統(tong)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)
，更(geng)通(tong)過(guo)深(shen)入(ru)洞(dong)察(cha)客(ke)戶(hu)需(xu)求(qiu)，引(yin)入(ru)了(le)創(chuang)新(xin)功(gong)能(neng)
，有(you)效(xiao)解(jie)決(jue)了(le)客(ke)戶(hu)的(de)痛(tong)點(dian)。

我們的數字功放產品，憑借其豐富的算法支持、低(di)底(di)噪(zao)和(he)低(di)失(shi)真(zhen)特(te)性(xing)，完(wan)美(mei)滿(man)足(zu)了(le)市(shi)場(chang)對(dui)高(gao)品(pin)質(zhi)音(yin)頻(pin)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)的(de)需(xu)求(qiu)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)
，模(mo)擬(ni)功(gong)放(fang)產(chan)品(pin)則(ze)以(yi)其(qi)卓(zhuo)越(yue)的(de)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)
，滿(man)足(zu)了(le)客(ke)戶(hu)對(dui)成(cheng)本(ben)敏(min)感(gan)型(xing)應(ying)用(yong)的(de)需(xu)求(qiu)，尤(you)其(qi)適(shi)合(he)音(yin)箱(xiang)
、電視
、投影儀等消費電子產品。

（作者：類比半導體 2024年6月5日）

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