Audio電路設計（三） @ 蕭尼克的Audio Sharing

　　寫到第三篇了，算是電路設計的最後一篇了，這邊想開始介紹一些跟聲音相關的電路設計。

　　承上一篇，amplifier往後推就是喇叭了，喇叭有哪些特性來龍去脈我們改天提，今天先講個基本的：揚聲器是由許多機械結構組成，可以當成電阻電感電容的集合，而且最佳使用方法是不能施加DC在上面，否則將造成振膜有了偏壓，進而影響最佳作動範圍。一般我們講的幾歐姆等等，都是DC阻抗（AC阻抗我們改天提）。下圖說明的是第一種，喇叭單端接訊號（single-ended），一端接地。這個代表性應用就是耳機。不過這樣的用法比較不好，有其限制。最大的限制就是傳統放大器輸出若有DC在，必須要加一個DC block電容濾除。如上一篇所說的，這時就會有個HPF效應出現，對頻率響應有極大的影響，好比說喇叭阻抗為30歐姆，這時電容要加大到260uF才能讓fc落在20Hz以內。而現今的手持消費產品往往沒有額外空間放這樣大的電容。（若要接４歐姆喇叭，則要加到2000uF！）

　　可能聰明的你已經想到，我們可以改用沒有DC bias的放大器！沒錯，就是正解～現在各家大廠已經開發出ground center的耳機放大器，使用的方法是在IC內部另建一個Negtive Charge Pump以產生負壓接在Vcc-上，讓ＯＰ本身的工作電壓可以落在０Ｖ，如此一來的話輸出就可以有個＂趨近０Ｖ＂的訊號（一般都會定義在ｘmV以內，沒有標明的一樣請勿使用！），而不用再多放一個DC block電容來干擾頻率響應。如下圖：一般這樣的IC只能使用在小瓦數的產品上，因為負電壓的產生沒辦法耐太大的電流，因此無法提供大功率。

　　第二種就是不讓喇叭單端接地，而是放大器提供兩個反向訊號給喇叭的兩端，如下圖。這種設計有個天生的優點，能把common mode noise（共模雜訊）消除。因為喇叭本身（其實每個電子零件都是）就是個差動元件，是看兩端的相對電壓（電位差），所以若是兩端都有＂一樣的＂ＤＣ或雜訊，喇叭將對其視而不見，簡單的公式就是(V+)-(V-)。比方說(V+)=DC+AC+Noise，(V-)=DC+(-AC)+Noise，喇叭將看到的就會是2AC，還可以帶來6dB的增益！而在電路ｌａｙｏｕｔ上要注意的就是兩條走線必須並排走，要受干擾就一起受干擾吧！