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1、利用数字有源分频滤波器，提升高端有源扬声器性能11月视音频技术特刊火热下载中，缺你怎可！消费者希望连接其家庭娱乐系统的电缆越少越好，因此而产生了对无线有源扬声器的需求。为了通过高端有源扬声器提供最佳的音频质量，我们可以采用各种各样的技术来提升其性能；在这种情况下，数字有源分频器可以发挥重要的作用。目前的无线有源扬声器在驱动装置之前的信号路径上有四个元件，即：接收器、DAC、放大器和分频器。接收器可以是运行高效编解码器的蓝牙装置；放大器可能是常规的模拟输入AB类装置，通过其输入端口的高效DAC保证提供较高的音频质量；而信号路径上的最后一个元件是无源分频网络。或者，我们也可以采用高效的D类放大器，
2、通过提高效率来直接驱动高、低音扬声器。如果D类放大器带有数字输入端口，则可以利用DSP资源来实施高效的数字分频器，相对于无源分频器来说，数字分频器具备极大的优势。有源扬声器的架构图1显示的是常规的无线有源扬声器架构。接收器为蓝牙装置，可运行aptXTM等高效的编解码器，以确保最佳的音频性能。为了方便从数字域向模拟域转换，系统需要在放大器输入端口之前配置高效的DAC。前置放大器和功率放大器在模拟域运行，由单一功率放大器同时驱动高、低音扬声器。图1：常规的无线有源扬声器架构提供较高的音频质量需要AB类放大器架构。但是，模拟输入D类放大器却非常节省功率，这一点很有吸引力；如今的闭环模拟输入D类放大器
3、也能够提供很好的音频性能。提高效率也意味着节省功率。在这种架构下，无源分频网络提供高通和低通滤波，为高、低音驱动器将音频信号分解为合适的频段。超高效数字输入D类放大器的出现，使得另外一种架构也很有吸引力，见图2。在这种架构下，音频信号在放大器功率级输出之前始终停留在数字域，这本身就是一种音频性能优势无须DAC进行数字模拟转换，消除了转换错误。图2：使用数字输入D类技术的无线有源扬声器为了实现最佳的音频性能，需要选择闭环数字放大器。本例中的平台为CSR直接数字反馈放大器（DDFATM）技术。在本架构下，前置放大器和功率放大器的功能通过单一电路实现。尽管每个驱动器需要一个放大器信道，但是每个信道的
4、功率水平都可以根据高、低音的灵敏度进行精确调整。在分频器方面，可用的信号处理能力可实现极大的优势。片上DSP方便轻松实施高效的滤波器，滤波器经过配置可完全匹配驱动器特性，因此无需无源组件。无源分频器和有源分频器图3显示的是典型的无源分频器的实施情况，下文将进一步细致探讨本例。图3：无源分频器的实施情况这种设计为每个驱动器采用了一个常规的二阶滤波器，分频器频率约为2.2kHz。低音阻抗为3.5，高音阻抗为3.2。电路由简单的电感器和电容器构成，因为位于功率路径上，所以电感器和电容器必须相对较大。但这样有可能发生效率损失，导致热耗散和性能偏移。随着功率水平的增加，这些效果会进一步恶化，最终导致较高程度的失真。尽管电路设计看上去比较简单，但是组件的相互作用却非常复杂，因此难以完全隔离各个驱动器。驱动器的特性随着频率、功率和温度的变化而发生变化，滤波器的响应也直接受此影响。分频器通过添加填充电阻器以配合各种不同的驱动器灵敏度，这样会导致热耗散进一步提高。因此必须正确实施，否则过功率的电感器将出现饱和，在高功率下导致失真，甚至失效而毁坏高音扬声器。