2 LC 濾波器配置

根據臨界阻尼、平坦通帶和相位響應來選擇 LC 濾波器值。為 LC 濾波器選擇元件時，截止頻率和 Q 因子或阻尼比是需要考慮的兩個因素。LC 濾波器的截止頻率和電感器值取決于放大器開關頻率，所以要降低紋波電流，使 LC 濾波器之后只有很小的殘余紋波電壓。TAS6x84-Q1 支持 384kHz、480kHz 和高達 2MHz 的高開關頻率。根據 LC 濾波器設計 應用手冊中的計算結果找到典型的電感器和電容器值。384kHz 或 480kHz 開關頻率通常使用 10μH 電感器，而 2MHz 開關頻率設計可以使用 3.3μH 范圍內小得多且重量更輕的電感器。但是，LC 濾波器配置也會根據電源電壓和終端系統 EMC 規格進行調整。對于高壓電源應用和特殊 EMC 條件，使用四階濾波器配置和更高的電感。表 2-1 提供了 LC 濾波器的快速選擇指南。

為電感器和電容器選擇元件值時，LC 濾波器的頻率響應至關重要。圖 2-1 是具有 4Ω 負載的 LC 濾波器配置的頻率響應（假設電感呈線性且直流電阻 (DCR) 為零）。表 2-1 給出了不同 LC 濾波器的截止頻率。為 384kHz 或 480kHz 開關頻率選擇的電感值和電容值對 4Ω 負載進行了優化，使用 10μH/1μF + 1μH/0.22μF LC 濾波器時會略微過阻尼，使用 10μH + 2.2μF LC 濾波器時會略微欠阻尼。而在 2MHz 開關頻率下，使用 3.3μH/1μF + 0.68μH/0.22μF LC 濾波器時，響應略顯過高，處于欠阻尼狀態。

LC 濾波器響應也隨著揚聲器負載阻抗的變化而變化。負載阻抗決定了輸出 LC 濾波器的阻尼比，分為過阻尼、臨界阻尼或欠阻尼。圖 1-1 顯示了單端 LC 濾波器的公式：

根據上述計算結果，負載阻抗決定了輸出 LC 濾波器的阻尼比。圖 2-2 是所選 LC 濾波器 10μH/1μF + 1μH/0.22μF 在不同揚聲器負載下的頻率響應。頻率響應在 2Ω 負載下嚴重過阻尼，在 8Ω 負載下嚴重欠阻尼。在高頻下，峰值通常對人耳來說非常刺耳，并且還會觸發某些放大器的保護電路，例如過電流保護。但是，過阻尼濾波器會導致音頻頻帶內的高頻音頻內容衰減。

為了幫助補償這種影響并實現平坦的響應，TAS6x84-Q1 提供了基于通道的集成增益補償雙二階濾波器，這些雙二階濾波器可按通道進行配置，并默認處于禁用狀態。為了實現所需的調節，需要將相應的系數寫入 DSP 存儲器。圖 2-3 和圖 2-4 展示了在相同負載下啟用和未啟用調優增益補償雙二階濾波器時的頻率響應差異。通過適當的均衡器設置啟用集成補償后，可獲得平坦的響應。有關增益補償雙二階濾波器調優指南，請參閱AppendixA。

圖 2-5 和圖 2-6 展示了 TAS6584-Q1 在幾種電源下的 2MHz 開關頻率電源效率。高電源電壓下的電源效率會帶來較高的熱要求，因此不建議在高電源電壓應用中使用 2MHz 開關頻率。在 2MHz 開關頻率下，僅建議在 14.4V 電源應用中使用 3.3μH 電感器。由于電源電壓增加，因此將電感增大至 5.6μH 可減小紋波電流。另外，為了滿足終端系統 EMC 規格，建議在 2MHz 開關頻率下采用四階濾波器配置。當電源電壓高于 24V 時，384kHz 或 480kHz 開關頻率是更好的設計。本文檔重點介紹 480kHz 開關頻率應用中的 LC 濾波器性能，因為在相同電感下，480kHz 開關頻率的紋波電流低于 384kHz 開關頻率的紋波電流。