耳機放大器架構設置全新解決方案(二)

　　為證實 G 類 DirectPath 耳機放大器的效率優于傳統 AB 類解決方案，我們在實驗室進行了一項測試。圖 10 是一般接地置中耳機與 TPA6140A2 的比較。其中，兩個放大器都接上充滿電力的鋰離子電池。音頻輸入來自 PC，而輸出驅動各個 32Ω 耳機。兩個放大器持續播放相同的音頻，而且以固定間隔測量電池電壓。

　　下圖的 Y 軸表示電池電壓，X 軸表示時間。綠線表示一般的接地置中耳機放大器，藍線表示 G 類耳機放大器。

　　圖 10. AB 類與 G 類接地置中耳機放大器的比較

　　相較于 AB 類 DirectPath 實作，TPA6140A2 可延長 50 小時或 45% 的電池使用時間。

　　對于耳機放大器效率而言，必須考慮整體的系統功耗。舉例來說，當今耳機的輸出功耗遠低于 MP3 編譯碼器的功耗。在未來，當這類編譯碼器功能提升到下一個制程技術節點時，該功能的功耗將進一步降低，但耳機放大器的輸出功耗需求則不會降低。這表示，耳機放大器的效率將在下一代平臺中扮演更重要的角色。圖 11a 至 11b 闡明了這一點：

　　圖 11a.當今MP3 播放電流耗用量的范例

　　圖 11b.兩年后 MP3 播放電流耗用量的范例

　　圖 11a 顯示 G 類耳機放大器的平均電流耗用量大約是應用處理器的 10%。然而，幾年后，當應用處理器電流降低至大約 10mA 時，G 類耳機放大器的電流耗用量將約為 現在的30%。

　　結論

　　電池使用時間一直是便攜式應用的重要課題。相比含輸出 DC 阻隔電容的傳統 AB 類放大器，接地置中耳機放大器的音頻性能較佳，但是因為需要使用電荷泵而使得效率降低。只有在信號強度需要進行切換時，才會切換兩個以上的電壓電源軌，使得 G 類放大器能夠提升效率，也減少了不必要的功率損耗。TPA6140A2 等 G 類 DirectPath 耳機放大器結合了接地置中耳機放大器及 G 類放大器的優點。這能夠有效降低不必要的放大器功率損耗，最終使得電池使用時間延長。