4 整合式 IV 感測電路

智慧型放大器利用電流與電壓 (IV) 感測電路。在整合式類比數位轉換器 (ADC) 擷取施加於喇叭的精確電壓以及其消耗的精確電流後，系統會即時計算喇叭的電阻抗 (Z = V / I)。由溫度與機械運動驅動的動態阻抗變化，為保護演算法提供了原始感測輸入。

ADC 的轉換範圍經過設定，以確保能夠感測透過放大器播放的全刻度音訊訊號。高精度硬體確保了喇叭響度的最大化利用。任何電流或電壓感測誤差都會直接影響響度，因為喇叭保護演算法需要額外的誤差保護帶，以確保絕不超出最大位移 (X_max) 與最大溫度 (T_max) 限制。

典型的 ±0.35% 誤差會導致透過 IV 感測進行的音圈溫度估算產生 ±1℃ 的誤差。TI 的 TAS2781、TAS2783 與 TAS2573 ADC 在 IV 感測方面實現了高準確度，進而將溫度與位移的保護帶需求降至最低。高訊號雜訊比 (SNR) 與動態範圍 (DNR) 可避免感測誤差，並透過喇叭以高傳真度重現音訊內容。請參閱 圖 3。

裝置的 VSNSP 和 VSNSN 針腳會感測喇叭兩端的電壓。這些是感測線路，必須盡可能靠近喇叭終端連接，以確保測量準確。

由於 D 類放大器中喇叭兩端的電壓是高電壓切換節點，因此 IV 感測 ADC 需要具備高共模抑制比的類比前端電路，以便從切換電壓中提取音訊內容，並將高電壓轉換為較低電壓以進行精密感測。Σ-Δ (Sigma-delta) 或漸近法暫存器 ADC 電路會感測此低壓音訊內容，以提取精確的 IV 資訊。ADC 輸出頻率通常高得多（例如 3MHz），因為資料 ADC 經過過取樣以實現高 SNR 與 DNR。ADC 輸出資料會經過降取樣至音訊速率 (48KSPS)，並進行高通濾波以移除直流 (DC) 分量（若有），隨後才由於 TAS2781、TAS2783 或 TAS2573 整合式 DSP 中執行的 SmartAmp 演算法使用。

將 I 與 V 音訊通道進行高精度相位比對（在 <±1µs 內），可實現極其精確的喇叭阻抗即時估算。使用者亦可監控 IV 感測資料，並透過 TDM SDOUT 針腳或 Soundwire 資料介面輸出。

DSP 是智慧型放大器的大腦。其承載喇叭保護演算法，執行喇叭的複雜數學模型以及即時預測濾波器。DSP 扮演守門員的角色，根據 IV 感測硬體提供的遙測數據，即時修改傳入的數位音訊串流。

智慧型放大器若要發揮作用，必須針對其驅動的特定喇叭進行校準。音訊工程師在消音室中使用專門的診斷工具來界定目標微型喇叭的特性。工程師會測量其熱阻 (R_E)、諧振頻率 (f₀)、機械阻尼 (Q_ms) 與磁力強度 (Bl)。將這些參數編程至 DSP 中，可作為喇叭模型，以建立客製化的安全邊界。TI 的 PurePath™ Console 3 音訊工具套件提供校準、建模與終端系統調校支援。