为智能可听戴式设备选择音频放大器

“音频放大器”（audio amplifier）是插入耳内或置于耳后的智能可听戴式设备（hearable devices；无论是有线的还是无线）之主要组成部份。

针对听戴式装置设计，类比电路透过麦克风转换声音，进行放大和调节后，再将其发送到微控制器（MCU），让MCU进一步调节并过滤讯号，最后驱动微型扬声器，将讯号传送至耳膜。基于微处理单元（MPU）的数位处理可以促进背景杂音和声学反馈消除，增强语音效果，并提供自动增益控制（AGC）。

图1：方块图中显示听戴式装置设计的基本建构模组。（来源：Texas Instruments）

音频放大器采用线性模式的电晶体来形成输出电压，该输出电压可说是输入电压的可缩放版本。

音频系统通常使用A类（class A）、B类（class B）和AB类（class AB）放大器。但是，对于微型的听戴式装置，B类和AB类放大器由于功耗很大，因此并不是务实的选择。只要设计工程师能够确保在放大器的线性范围内操作，为前置放大器（pre-amp）选择一款有助于降低失真的A类放大器似乎才是理想的选择。

A类放大器具有低失真和回音。问题在于，当使用小型电池时，A类放大器的能耗较高，动态范围也不大。因此，A类放大器的高能效版本——H类（class H）前置放大器或许会是更好的选择。

然而，实际上，D类放大器正逐渐成为听戴式设计的最佳选择。早在1958年即已被提出的D类放大器，其功耗比上述的放大器更少得多了。因此，D类放大器更具有能源效率，并因而延长了电池寿命。

图2：数位输入的D类放大器让系统设计几乎得以随插即用。（来源：Maxim Integrated）

更重要的是，D类放大器无需使用数位类比转换器（DAC）的需求，因而能够直接驱动扬声器。声音不必经过数位处理，因此，放大后的声音更清晰、更自然，也更悦耳。

在将更具功效的放大功能带到听戴式装置等小型装置方面，D类放大器显然扮演着至关重要的角色。医疗助听器正是D类放大器的电源效率和低杂讯特性得以大显手的另一项设计前线。

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