音频电路可以由开关电源供电吗？

大多数音频电路由大型笨重的变压器供电，平滑后的纹波很小。SMPS更小，更高效。可以用金属外壳屏蔽EMI，并对输出进行滤波以抑制噪声。

特别是在功率将要进一步调节的地方。为什么不在音频电路中使用开关电源，例如 功率放大器，为了使SMPS适合音频电路，可以做哪些改进？

让我给自己介绍一下自己的背景...我从事音频行业已有14年以上的专业经验。我已经为大多数主要的专业音频公司，一家发烧友公司和多家消费类音频公司设计了电路。关键是，我到过那里并且对音频的处理方式了解很多！

SMPS可以并且用于音频电路！从灵敏的麦克风前置放大器到巨大的功率放大器，我都使用了它们。实际上，对于较大的功率放大器，它们是强制性的。一旦放大器的功率超过数百瓦，那么电源就必须超级高效。想象一下，如果电源效率只有50％，那么1000瓦的放大器产生的热量！

但是，即使规模较小，SMPS的效率通常也很有意义。如果正确设计了模拟电路，则来自电源的噪声将被模拟电路抑制，并且不会对音频噪声产生很大的影响。

对于那些对超级噪声敏感的应用程序，您可以使用混合方法。假设您有一个需要+ 5v的ADC。您可以使用SMPS生成+ 6v，然后使用超低噪声线性稳压器将其降至+ 5v。您可以获得SMPS的大部分好处，但线性稳压器的噪声却很低。它不仅仅具有SMPS的效率，但是这是折衷方案。

但是要记住一件事...用于音频应用的SMPS必须在设计音频时考虑到。当然，您需要对输出进行更好的过滤。但是您还需要记住其他细节。例如，在非常低的电流下，SMPS可能会进入称为“突发模式”或“不连续模式”的状态。通常，SMPS将以固定频率进行切换，但是在这些模式之一中，切换将变得有些不稳定。这种不稳定的行为可能会将输出噪声推入音频频带，从而使过滤变得更加困难。即使SMPS通常以1 MHz进行切换，在这些模式之一下，您也可能会得到10 KHz的噪声。控制这种情况的发生取决于电源使用的芯片的设计。在某些情况下，您无法控制它。

有些人主张只将线性电源用于音频。虽然线性电源的噪音较小，但它们还有许多其他问题。热量，效率和重量是最大的问题。我认为，大多数讲线性供应的人都是错误的信息或懒惰的人。错误的消息是因为他们不知道如何处理开关电源，或者是懒惰的，因为他们不关心学习如何设计鲁棒的电路。我已经使用SMPS设计了足够的音频设备，以证明它可以轻松完成。

D类放大器是开关电源。这些天来比较常见，并且可以具有相当好的规格。当告诉音响放大器为D类放大器或内部具有开关电源时，音频放大器可能会皱起鼻子，但是在适当的双盲测试中很难发现这种情况。在音频世界中，很难将科学和可衡量的结果与宗教信仰区分开。

短：

• SMPS在许多音频系统中大量使用。

• 在非常高端的发烧友目标系统中，基于铁芯变压器的电源可能是优选的，因为实际上存在细微差别，以至于只有真正的狂热者才能检测到或声称可以检测到它们。

在许多应用中，SMPS通常用于为音频电路供电。大多数家用音频设备可能都使用SMPS。

发烧友的高端系统可能会使用“铁变压器”，因为这有实际或实际的好处。众所周知，基于50 Hz变压器的电源的噪声消除是有效的，大多数噪声能量是在低频下进行的，低频是主频率的倍数，因此，如果需要令人震惊的高抑制水平，则可以通过陷波滤波器技术进行抑制。主要的例外可能是当二极管在AC波形的峰值处导通时电流峰值引起的二极管开关噪声，这可以通过扩展电阻器和通常良好的设计大大降低。

SMPS通常使用50 kHz至约2 MHz范围内的开关频率，通常在几百千赫兹范围内。这些应该比低频噪声更容易被滤除，但是放大器电路的抑制水平会随着频率的增加而降低，并且在100 kHz以上时，与在10 kHz时相比，通常会更差。

设计良好的SMPS电源是否更容易显着影响高端音频系统的质量，尚有待商--有关此主题的讨论也很多。但是，如果用户认为SMPS可能比传统供应差，并且/或者如果供应商声明他们是或可能是，或者听力测试已证实他们是，那么与铁相比，“现代产品”很可能成为失败者核心供应-不管现实情况如何。

开关电源在许多应用中越来越多地被使用。当然，壁挂大小的音频应用程序很少使用切换器。我认为，从历史上看，限制采用开关电源的一个主要因素是这样一个事实，即尽管大多数音频系统不会以非常有用的方式通过非常高的频率（例如，超过100KHz），但在输入到音频级可能会导致输出失真。特别是在反馈放大器配置中，低频时的电源噪声抑制要比高频时更好。因此，一个音频级电源上的高频噪声很容易在随后的音频级中引起失真。尽管60Hz的噪声本身比100KHz的噪声大得多，

我敢肯定，随着时间的推移，切换器将在音频设备中变得更加普遍，尽管从纯粹的技术角度来看，市场惯性可能会阻止其尽快发生。如果客户将笨重的大型变压器与高质量的音频设备相关联，并看到对成本敏感的制造商使用切换器，他们可能会认为切换器“便宜”，尤其是考虑到某些设备听起来像基于60Hz变压器的壁疣听起来不错由标称规格相同的廉价开关模式壁式疣驱动时，皮肤会皱缩。

廉价的批量生产的开关模式电源（SMPS），滤波效果差，且EMI / RFI抑制性能差，损害了SMPS在Hi-Fi音频世界中的声誉。高端设备将需要一些高质量的SMPS来克服已经造成的损害。但是，没有充分的理由不能将SMPS用来为各种大小的音频电路供电。

现在，许多高频段音频公司出于各种原因而使用SMPS，并非全部，但主要是因为

• （A）铁芯/铜绕组变压器的重量
• （B）绕组之间的耦合效率{即功率损耗}
• （C）这些天的铜的实际成本

任何曾经使用过大功率PA系统的人都会知道，功率放大器较大（现在普遍在600W至1Kw或更高）会很重，而且尺寸很大，可以放入您的标准机架安装路箱中。

标准线性电源可提供正负轨电压在75或以上的任何东西，且“固定”以上，未使用的任何“电源”都会“掉入”散热器。

例如，一个仅运行10％的1千瓦放大器将比运行90％的同一放大器损失更多的热量。

一些音频制造商已经利用了这一优势，并使用输入检测电路来改变电源的输出电压，以仅根据需要提供必要水平的电源轨。在音频的4到10倍之间切换（任何HF伪像都可以很容易地过滤掉，从直流电源中过滤掉）

这种快速切换将输出电压从低电平信号的正负30V变为正负90V（或更高，取决于FET /晶体管设计）。由于SMPS的效率，这大大降低了放大器的成本和重量，因为不再有大量的钢和铜块散落在周围，而且也没有巨大的铝制散热器来消除巨大的功率损耗，也没有那些大风扇需要转移周围足够的空气。

除非滤波效果差，否则任何“电源”都不会对线性或数字放大器的音频质量产生影响。电压是电压；平坦且无任何波纹：在那之后，放大器的设计决定了噪声和失真