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無(wú)濾波器雙路D類(lèi)功放MAX9713/9714原理與應用
摘要:MAX9713/MAX9714是Maxim公司最新推出的無(wú)濾波器雙路D類(lèi)音頻功率放大器。文中介紹了MAX9713/MAX9714的基本性能和主要特點(diǎn),給出了MAX9713/MAX9714的引腳功能和主要性能參數,同時(shí)給出了該器件在音響設備上的應用電路。1 概述
MAX9713/MAX9714無(wú)濾波器D類(lèi)音頻功率放大器是MAXIM公司生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)型功率放大器的改進(jìn)產(chǎn)品,其中MAX9713是單聲道功率放大器,MAX9714是立體聲功率放大器,它們均具有AB類(lèi)功率放大器的性能和D類(lèi)功率放大器的效率,且不需要傳統D類(lèi)功率放大器的輸出濾波器,也不需要散熱器,因而節省了電路板面積,降低了設計成本。MAX9713/MAX9714器件采用10V~25V單電源電壓供電,靜態(tài)電流僅為18mA。在單路工作模式下,該器件可向8Ω負載輸出高達6W的功率,且效率高達85%,THD+N低于0.07%,SNR超過(guò)100dB,同時(shí)還具有短路和過(guò)熱保護功能。因而可以廣泛應用在臺式計算機、筆記本電腦、汽車(chē)音響、LCD監視器、投影儀和家用電視接收機等設備中。
2 引腳功能和主要參數
2.1 引腳功能
MAX9713/MAX9714均采用32腳TQFN封裝,MAX9713的封裝尺寸為5mm×5mm,MAX9714的封裝尺寸為7mm×7mm,其引腳排列如圖1所示,各引腳的功能如下:
PGND:電源地;
VDD:電源端,電壓范圍為10~25V;
C1N:充放電電容負極;
C1P:充放電電容正極;
圖1
CHOLD:充放電容控制電容接入端,設計時(shí)可用1μF電容連接到VDD端;
N.C.:空腳;
REG:內部調節器輸出端,應使用0.47μF電容對地旁路;
AGND:模擬信號地;
IN+:同相輸入端;
IN-:反相輸入端;
SS:軟啟動(dòng)端,使用時(shí)應在SS端到地GND端接0.47μF的電容;
SHDN:關(guān)機控制端,低電平有效;
G1,G2:分別為增益選擇1和2端;
FS1,FS2:分別為頻率選擇1和2端;
OUT-:音頻信號反相輸出端;
OUT+:音頻信號同相輸出端;
INL-:左通道反相輸入端;
INL+:左通道同相輸入端;
INR-:右通道反相輸入端;
INR+:右通道同相輸入端;
OUTR-:右通道音頻信號反相輸出端;
OUTR+:右通道音頻信號同相輸出端;
OUTL-:左通道音頻信號反相輸出端;
OUTL+:左通道音頻信號同相輸出端。
2.2 主要性能參數
MAX9713/MAX9714的主要性能參數。
3 電路原理與外圍電路設計
MAX9714的內部原理框圖如圖2所示,與MAX9713相比,MAX9714僅多了一個(gè)放大通道,其余部分完全相同。下面以MAX9714為例,簡(jiǎn)要分析其主要單元電路的工作原理。
3.1 信號輸入電路
MAX9713/ MAX9714內部采用全差動(dòng)輸入結構,與多媒體數字解碼器輸出兼容,可直接相連。由于MAX9713/MAX9714采用的是差動(dòng)輸入結構,因而可有效放大兩個(gè)輸入端的差模信號,同時(shí)也可抑制輸入信號中的共模噪聲。在有些應用場(chǎng)合,還可設置為單端輸入方式,但此時(shí)輸入信號、公共地到兩個(gè)輸入端之間的耦合電容不能省去。
輸入電路中的電容CIN既是信號耦合電容,又可與MAX9713/MAX9714的輸入阻抗構成高通濾波器,其電容值的大小直接影響高通濾波器下限截止頻率的高低,為了使放大器具有較好的低頻特性,CIN的電容值不能太小,一般。埃矗乏蹋戚^為合適。電容CIN宜選用鉭電容或鋁電解電容,耐壓值較高的陶瓷電容雖然也可以使用,但是容易引起低頻失真,所以一般不宜使用。
3.2 調制模式
MAX9713/MAX9714的調制方案有固定頻率模式?FFM?和擴散頻譜模式?SSM?兩種。在固定頻率模式?FFM?下,可由FS1和FS2設定開(kāi)關(guān)頻率,其輸出信號頻譜由開(kāi)關(guān)頻率及其諧波成分組成,因此,即使開(kāi)關(guān)頻率在標稱(chēng)值的±35%范圍內變化,也不會(huì )影響電路對音頻信號的再現。
擴散頻譜模式?SSM?是Maxim公司獨有的、具有專(zhuān)利技術(shù)的調制方案,可使輸出信號頻譜變得較為平坦,并能有效降低揚聲器和連接電纜的EMI輻射? 滿(mǎn)足FCC輻射標準。在SSM模式(通過(guò)置FS1=FS2=H來(lái)完成設置),開(kāi)關(guān)頻率將圍繞中心頻率(335kHz)在±1.7%kHz內變化。雖然調制方式還是一樣,但是三角波的周期在循環(huán)變化。輸出信號頻譜則隨開(kāi)關(guān)頻率變化而變化,而對于能量譜,它們通常隨著(zhù)頻率的變化分布在整個(gè)頻帶內,這樣的頻譜看起來(lái)就像白噪聲,EMI輻射也相應降低。
3.3 輸出電路
傳統的D類(lèi)音頻功率放大器為了從放大后的PWM輸出信號中還原音頻信號,往往需要一個(gè)輸出濾波器,這樣既增加了成本和放大器的尺寸,又降低了效率。MAX9713/MAX9714不需要輸出濾波器,而是利用揚聲器內固有的線(xiàn)圈電感和揚聲器來(lái)對發(fā)聲頻率范圍內人耳所能聽(tīng)到的聲音成份實(shí)現自然濾波,以達到體積更小、成本更低、效率更高的目的。這是因為,MAX
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