音频功放可以说是电子行业中一个永恒的领域。在器件类型上，经历了电子管、晶体管、集成电路、混合电路的发展。从电路形式来说，有A类、B类、AB类等等。这些器件和电路各有特点，各自都能做出优秀的产品。
今年，随着电子技术的进步，一种新型的音频功率放大电路——D类音频功率放大器得到了越来越广泛的应用。与传统的模拟功放不同，D类功放不是通过电压直接驱动扬声器，而是将音频信号调制成频率高得多(几百KHz)的PWM信号，然后用这个信号驱动感应式扬声器线圈，从而还原声音。与传统功放相比，D类功放最大的特点就是效率高。传统的甲类功放有相当一部分耗散在驱动电路中，所以效率很低，通常只有20%-30%。这显然不符合当代绿色节能的潮流。而D类功放因为采用PWM方式，效率非常高(高达90%)。因此，在输出功率相同的情况下，传统的A类功放需要大得多的电源和大面积的散热器。而D类功放的功率需求只有同等功率的A类功放的1/4左右，而且由于发热量小，通常只需要很小的散热器，甚至不需要散热器。另外，D类功放的电路通常比较简单，可以节省很多空间，所以故障率比传统的模拟功放低很多。
D类音频放大器作为一种比较新的功率放大电路，经常因为“数字声”等问题被很多音频发烧友所诟病。但无论是仪器测试还是实听测试，D类音频放大器的音质都不亚于传统的模拟功放。在可预见的未来，节能环保的D类功放将成为音频功放的主流并得到广泛应用。
VMA系列数字音频功放模块简介
VMA系列数字音频功放模块是北京瑞宇飞科技有限公司推出的一款高品质微型D类音频功放模块，目前共有五个型号。VMA系列功率放大器模块具有以下特点：
功率放大器所需的所有器件都集成在里面。通常，信号路径可以形成高质量的功率放大器电路，而不需要任何外围元件。
采用了高效率、无输出电感的设计，所以模块的体积非常小，只有一枚邮票大小。由于边缘半孔的设计，该模块也被很多用户称为“邮票功放”。
功率密度。以VMA2016为例，15mmx25mmx3.8mm的尺寸可以在8负载下输出10Wx2的功率。
低热、高效、节能、环保。以VMA2015为例。即使在满负荷15W的情况下，模块也不需要散热器，外壳只感觉温暖。
外围电路非常简单，没有散热器和大功率电源，大大降低了系统成本。
VMA系列功放模块目前的五种型号和参数如下表所示。
其中，VMA2013和VMA2015引脚兼容，VMA2014和VMA2016引脚兼容，只是功率不同，可以直接互换。
下图是VMA2016功放模块的实物照片。
图1 VMA2016立体声功放模块实物
可以看出，即使是这个系列中输出功率最大的模块，也只有硬币大小左右。小尺寸的优势使VMA系列芯片在一些空间有限的应用中非常有用，如汽车音响、电池供电的音响和手持设备。以下是这个系列的成员逐一介绍：
VMA2012
VMA2012是这个系列中最早的，但从输出功率来说只能算是小兄弟。但是2.5w x 2的功率不可小觑，可以让你的桌面音箱唱的满屋都是清晰的声音。这款机型最大的特点就是供电电压低，最低2.7V，最高5.5V就可以正常工作，换句话说，VMA2012只需要2-3节干电池，就可以推动8个欧扬声器让一个10多平米的房间充满美妙的音乐。这对tra来说是不可思议的
以下是睿宇飞科技有限公司提供的VMA2012和Altium Designer器件库的引脚图：
图2 VMA 2012的引脚图和元件符号
VMA2012模块依然采用VM系列模块常见的PQN-12封装，尺寸为15x18x3.8mm，非常纤薄。VMA2012的引脚描述如下：
使用VMA2012设计立体声功率放大器非常简单，通常只需要两个电阻来设置增益。如果20倍的电压增益恰到好处，甚至这两个电阻都可以省略。体积小、成本低、电压低的特点使得VMA2012非常适合高端收音机、便携式小型音响、桌面音响等场合。
下图显示了VMA2012的参考设计电路：
图3 VMA2012参考设计
上图中的参考设计采用了单端输入的设计，适合直接连接MP3等音源。当然，它也可以设计为差分输入模式，用于与编解码器和其它器件接口。
电压增益由两个电阻Rg1和Rg2设置，增益的计算公式为：
从增益公式可以推断，如果输入信号直接连接到没有Rg的模块，VMA2012的最大增益是20倍。这个增益正好适合MP3等音源驱动小型桌面音箱。如果有更高增益的特殊需求，我们可以根据客户的要求制造。
下图是用户使用VMA2012模块制作的功放板，只有CF卡大小，可以装进非常小的空间里，做成一个超级迷你的功放。有用户评价其音质“超出预期，完全可以满足音乐欣赏的一般要求。”
图4采用VMA2012设计的放大器板。
VMA2013/VMA2015
VMA2013/2015是一款单声道大功率音频功率放大器模块。当负载为8时，VMA2013的输出功率为6W，VMA2015的输出功率为15W。半功率输出时，模块的总谐波失真仅为0.07%。这两个芯片具有完全相同的外部尺寸和引脚，因此它们可以互换使用。模块封装引脚和器件图如下：
图V VMA 2013/2015引脚图和组件符号
VMA2012模块采用VM系列模块常见的PQN-12封装。尺寸为15x18x3.8mm的VMA2012引脚描述如下：
用VMA2013/2015设计功放电路也很简单。最简单的情况是，不需要外围器件。当然，为了提高音质，尤其是在大功率输出的情况下，我们还是建议加一个1000uF以上的电源滤波电容。电容越大，越有利于改善大动态响应。此外，G0和G1可以设计为跳线，以设置不同的增益值。下图是VMA2013/2015的参考电路图：
图6 VMA 2013/2015参考设计电路图
上图中的参考设计是单端设计，其中IN-直接接地。可以通过PCB上的跳线设置G0、G1和VR。
下图是VMA2015设计的15Wx2立体声功放板。通过对比可以看出，尺寸仅比CF卡略大，但输出功率却能达到15Wx2，充分显示了VMA系列模块高功率密度的优势。
图7 2015年设计的一款15Wx2立体声放大器。
VMA2014/VMA2016
VMA2014/VMA2016是一款中/高功率立体声音频放大器模块。在8负载下，VMA2014的输出功率为5Wx2，VMA2016的输出功率为10Wx2。在半功率输出时，总谐波失真仅为0.07%，信噪比高达97dB。这两个芯片具有完全相同的外部尺寸和引脚，因此它们可以互换使用。模块封装引脚和器件图如下：
图八VMA2014/2016引脚图和组件符号
VMA2012模块采用VM系列模块常见的PQN-18封装。尺寸为15x25.4x3.8mm的VMA2012引脚描述如下：
图9 VMA2014/VMA2016参考电路
上图参考设计为单端输入，IN-直接接地。可以通过PCB上的跳线设置G0、G1和VR。
下图是VMA2016设计的一款10Wx2立体声功放，大小只和CF卡差不多，可以轻松放入很多小型音箱和其他音频娱乐设备中。
图10Wx2用VMA2016设计的立体声放大器。
目前，VMA2016已广泛应用于车载音响和桌面音响，其出色的音质、纤薄的体积、简单的电路和极高的性价比得到了广大用户的一致好评。有用户*价格：“音质好，高低音非常均衡，音质细腻持久，高频细长，低频感好”；“非常省电，开到一般响度，离音箱2米听琴弦的声音刚刚好，消耗电流100mA左右”；“发热量很小。在正常音量下，电路只是轻微发热。”
VMA系列模块的焊接
VMA系列模块采用耐高温材料封装，因此可以使用回流焊进行焊接。业余时间用电烙铁焊接也很方便。准备一个尖头烙铁和一些细焊丝(最好小于1mm)。首先在焊盘上涂一些助焊剂，然后把模块放在一个准确的位置，让模块上的管脚和焊盘一一对应。将焊丝放入半孔间隙，用烙铁轻轻接触焊丝。很快，焊料将熔化，并将模块的半孔焊盘与背板的焊盘牢固地焊接在一起。焊接操作如下图所示：
图11系列模块的手工焊接
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