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PAM8403/CS8403小功率3W雙聲道D類音頻功率放大IC應用電路原理圖說明及設計注意事項
文章來源: 更新時間:2010/8/10 0:03:00
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PAM8403/CS8403是一款3W,立體聲D類音頻功率放大器,能夠以D類放大器的效率提供AB類功率放大器的性能。采用D類結構,PAM8403/CS8403能夠以高于85%的效率提供3W功率。新型的無濾波器結構可以省去傳統的D類放大器輸出低通濾波器,從而節省了系統成本和PCB空間,是便攜式應用的理想選擇。采用DIP-16SOP-16封裝。本文就該芯片的功能特點,應用原理及注意事項進行說明

主要特點

l         無濾波的D類放大器,低靜態電流和低EMI

l         4Ω負載和5V電源條件下,提供高達3W輸出功率

l         高達90%效率

l         THD,低噪聲

l         短路電流保護

l         熱保護

l         極少外部元器件,節省空間和成本

   應用

l         LCD電視機、監視器

引出端排列

 

典型應用圖

   

 

應用信息

最大增益

如原理框圖所示(第四頁),PAM8403/CS8403內部有兩級放大器,第一級增益由輸入電阻Ri(芯片外部與芯片內部之和)和反饋電阻Rf決定,第二級增益固定為2x,第一級放大器的輸出作為第二級放大器的輸入,因此兩個放大器的增益正好相乘,但相位相差180º。所以PAM8403/CS8403總的增益為:

   PAM8403/CS8403的反饋電阻Rf142kΩ,而輸入電阻Ri(芯片內部)為18kΩ,所以最大閉環增益是24dB

靜音工作模式

MUTE引腳是PAM8403/CS8403控制輸出級的一個輸入端,在這個引腳上加一個邏輯低電平關閉輸出,輸入一個邏輯高電平開啟輸出,這個引腳可以作為輸出端的快速關閉/啟動,而不需要慢慢減低音量。因為內部的上拉電阻,MUTE引腳還可以懸空。

 

關斷工作模式

為了減少不使用時的功率消耗,PAM8403/CS8403包含關閉電路來關閉放大器的偏壓電路,當SHDN引腳加低電平時,器件處于關斷模式,電源電流將會減至最小,因為內部上拉電阻,SHDN引腳還可以懸空。

 

電源退耦

PAM8403/CS8403是高性能CMOS音頻放大器,需要足夠的電源退耦以保證輸出THDPSRR盡可能小。電源的退耦需要兩個不同類型的電容來實現。為了更高的頻率響應和減小噪聲,一個適當等效串聯電阻(ESR)的陶瓷電容,典型值1.0uF,放置在盡可能靠近器件VDD端口可以得到最好的工作性能。為了慮除低頻噪聲信號,推薦放置一個20uF(陶瓷電容)或更大的電容在靠近音頻放大器出。

 

輸入電容Ci

對于便攜式設計,大輸入電容既昂貴又占用空間。因此需要恰當的輸入耦合電容,但在許多應用便攜式揚聲器的例子中,無論內部還是外部,很少可以重現低于100Hz150Hz的信號。因此使用一個大的輸入電容不會增加系統性能,輸入電容(Ci)和輸入電阻(Ri)組成一個高通濾波器,切斷頻率為:

  除了系統損耗和尺寸,滴答聲和噼噗聲受輸入耦合電容Ci 的影響,一個大的輸入耦合電容需要更多的電荷才能到達它的靜態電壓(1/2VDD)。這些電荷來自經過反饋的內部電路,和有可能產生噼噗聲的器件啟動端,因此,在保證低頻性能的前提下減小輸入電容可以減少啟動噼噗聲。

模擬準旁路電容CBYP

模擬 準旁路電容(CBYP)是最關鍵的電容并與幾個重要性能相關,在從關閉模擬啟動或復位時,CBYP決定了放大器開啟的速度。第二個功能時減少電源與輸出驅動信號耦合時制造的噪聲,這些噪聲來自于內部模擬基準或放大器等其它器件,降低了8403PSRRTHDN性能。

 

欠壓鎖定

PAM8403/CS8403具有低電壓檢測電路,當電源電壓下降到2.0V以下時,8403關閉輸出,直到VDD2.2V時器件再次開啟回到正常狀態。

 

短路保護

PAM8403/CS8403具有短路保護功能,一旦檢測到輸出于輸出、輸出于地短路,芯片立即關閉,避免了芯片受損壞,如果短路消除,器件重新開啟。

 

過溫保護

當芯片的溫度超過140時,熱保護電路起作用,芯片被關斷。由于芯片制造工藝的差異,不同的芯片之間最大有15的偏差,當溫度下降到30后,熱保護取消,8403正常工作。

 

EMI

在電源端加一個1000uF的耦合電容,能有效減小EMI,前提是放大器到揚聲器的距離小于(<20CM)。

大部分應用是需要一個如圖2所示的磁珠濾波器,濾波器有效地減小了1MHz以上的EMI,該應用,在高頻是應選擇高阻抗的,而在低頻率是應選擇低阻抗的。

使用磁珠濾波器減小EMI

 

 

 

使用注意事項

1. 當PAM8403/CS8403工作在無濾波器時,必須先接通揚聲器再接通電源,否則容易對芯片造成損壞。

2. 當PAM8403/CS8403工作在無濾波器時,最好在連接到揚聲器的引出口先套上一個鐵氧體磁環,以減少可能的電磁干擾。

3. 芯片的極限工作電壓為5.5伏,最大工作電壓為5.0伏。在電池工作時,應當注意如果采用4節新的普通干電池或堿性電池時,其電壓有可能會超過6V,從而對芯片造成損壞,所以最好采用4節充電電池,或是3節堿性電池,其總電壓不超過5.5V

4. 由于芯片中的數字音量控制具有很大的增益,所以在增大其音量時要注意不要讓輸入信號過大而使信號產生削波限幅,甚至還可能使芯片損壞。

5. 在測試時,如果無濾波器工作,采用純電阻代替揚聲器,所得到的測試結果會比采用揚聲器作為負載時的結果為差,包括THD的結果,效率測試的結果等。

詳細的產品資料請查閱:http://www.tuangou168.com/products_3373.htm

 
 
 
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