最大限度地減少音頻係統中模擬開關的總諧波失真
發布時間:2023-01-19 責任編輯:lina
【導讀】模mo擬ni開kai關guan通tong常chang用yong於yu音yin頻pin係xi統tong中zhong,以yi切qie換huan低di電dian平ping輸shu入ru或huo調tiao整zheng音yin頻pin濾lv波bo器qi特te性xing。選xuan擇ze合he適shi的de模mo擬ni開kai關guan有you助zhu於yu在zai設she計ji人ren員yuan的de成cheng本ben預yu算suan範fan圍wei內nei優you化hua係xi統tong的de總zong諧xie波bo失shi真zhen(THD)。
模mo擬ni開kai關guan通tong常chang用yong於yu音yin頻pin係xi統tong中zhong,以yi切qie換huan低di電dian平ping輸shu入ru或huo調tiao整zheng音yin頻pin濾lv波bo器qi特te性xing。選xuan擇ze合he適shi的de模mo擬ni開kai關guan有you助zhu於yu在zai設she計ji人ren員yuan的de成cheng本ben預yu算suan範fan圍wei內nei優you化hua係xi統tong的de總zong諧xie波bo失shi真zhen(THD)。
THD規(gui)格(ge)在(zai)確(que)定(ding)通(tong)過(guo)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)或(huo)由(you)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)生(sheng)成(cheng)的(de)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)質(zhi)量(liang)或(huo)保(bao)真(zhen)度(du)方(fang)麵(mian)起(qi)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。因(yin)此(ci),在(zai)設(she)計(ji)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)時(shi),必(bi)須(xu)重(zhong)視(shi)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)元(yuan)件(jian)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)局(ju),以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)THD。
dangxinhaotongguokaiguanshi,kaiguanbudejiangdixinhaowanzhengxinghuozaisuoxudeshuchuxinhaoshangyinrurenhexinxinxi。boxingderenhebianhuadoubeirenweishishizhen,xianranshibuxiwangde,yeshiwufabimiande,yincibixuzuixiaohua。
THD 定義為所有次次、三次和更高諧波的平方和與基波諧波幅度之比的平方根。
選擇具有最小THD的模擬開關需要具有低導通電阻(RON),因此導通電阻平坦度低(RFLAT(ON)).一些模擬開關數據手冊忽略了平坦度的規定,但可以假設它大約是導通電阻的10%。平坦度定義為在指定模擬信號範圍內測量的導通電阻最大值和最小值之間的差值。
圖2.R平坦(開).
導通電阻曲線由長度L、寬度W、電子和空穴遷移率(μn和μp),氧化物電容C牛、閾值電壓 VT和信號電壓 V一般事務人員(五在)的兩個MOSFET。
如上圖所示,PMOS和NMOS的導通電阻是平行的,導致電阻R,這是一個非線性函數。失真源來自並聯PMOS和NMOS與恒定負載串聯,導致通過開關的信號非線性衰減。使用多個開關時,THD 將相加。以下原理圖顯示了開關和負載的電阻分壓器關係。
圖3.
實際上,最大THD由以下公式確定:
如圖2所示,並行R上,因此RFLAT(ON),可能因模擬輸入信號而異,最大THD將出現在並聯R的最大值和最小值之間的最大差值處上.因此,工作在低於最大值的點左右的模擬輸入信號將經曆較低的THD。
下麵顯示了三種不同的開關及其導通電阻和相應的測量THD。使用10 kohms的標準測試載荷來獲得該地塊。
圖4.THD 與頻率的關係。
在音頻係統中,會遇到 1200、600、36、32、16、8、4 和 3 kohm 的阻抗負載,尤其是在阻抗非常低的情況下,導通電阻平坦度(RFLAT(ON)),以盡量減少 THD。如果THD是最高優先級,則公式4將為選擇模擬開關提供一個起點。
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