PAM8403/CS8403是一款3W,立體聲D類(lèi)音頻功率放大器,能夠以D類(lèi)放大器的效率提供AB類(lèi)功率放大器的性能。采用D類(lèi)結(jié)構(gòu),PAM8403/CS8403能夠以高于85%的效率提供3W功率。新型的無(wú)濾波器結(jié)構(gòu)可以省去傳統(tǒng)的D類(lèi)放大器輸出低通濾波器,從而節(jié)省了系統(tǒng)成本和PCB空間,是便攜式應(yīng)用的理想選擇。采用DIP-16和SOP-16封裝。本文就該芯片的功能特點(diǎn),應(yīng)用原理及注意事項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明
主要特點(diǎn)
l 無(wú)濾波的D類(lèi)放大器,低靜態(tài)電流和低EMI
l 在4Ω負(fù)載和5V電源條件下,提供高達(dá)3W輸出功率
l 高達(dá)90%效率
l 低THD,低噪聲
l 短路電流保護(hù)
l 熱保護(hù)
l 極少外部元器件,節(jié)省空間和成本
應(yīng)用
l LCD電視機(jī)、監(jiān)視器
引出端排列
![](/userfiles/image/8403(2).JPG)
![](/userfiles/image/8403(3).JPG)
典型應(yīng)用圖
應(yīng)用信息
最大增益
如原理框圖所示(第四頁(yè)),PAM8403/CS8403內(nèi)部有兩級(jí)放大器,第一級(jí)增益由輸入電阻Ri(芯片外部與芯片內(nèi)部之和)和反饋電阻Rf決定,第二級(jí)增益固定為2x,第一級(jí)放大器的輸出作為第二級(jí)放大器的輸入,因此兩個(gè)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:
![](/userfiles/image/8403(6).JPG)
PAM8403/CS8403的反饋電阻Rf=142kΩ,而輸入電阻Ri(芯片內(nèi)部)為18kΩ,所以最大閉環(huán)增益是24dB。
靜音工作模式
MUTE引腳是PAM8403/CS8403控制輸出級(jí)的一個(gè)輸入端,在這個(gè)引腳上加一個(gè)邏輯低電平關(guān)閉輸出,輸入一個(gè)邏輯高電平開(kāi)啟輸出,這個(gè)引腳可以作為輸出端的快速關(guān)閉/啟動(dòng),而不需要慢慢減低音量。因?yàn)閮?nèi)部的上拉電阻,MUTE引腳還可以懸空。
關(guān)斷工作模式
為了減少不使用時(shí)的功率消耗,PAM8403/CS8403包含關(guān)閉電路來(lái)關(guān)閉放大器的偏壓電路,當(dāng)SHDN引腳加低電平時(shí),器件處于關(guān)斷模式,電源電流將會(huì)減至最小,因?yàn)閮?nèi)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THD和PSRR盡可能小。電源的退耦需要兩個(gè)不同類(lèi)型的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了更高的頻率響應(yīng)和減小噪聲,一個(gè)適當(dāng)?shù)刃Т?lián)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(hào),推薦放置一個(gè)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(duì)于便攜式設(shè)計(jì),大輸入電容既昂貴又占用空間。因此需要恰當(dāng)?shù)妮斎腭詈想娙荩谠S多應(yīng)用便攜式揚(yáng)聲器的例子中,無(wú)論內(nèi)部還是外部,很少可以重現(xiàn)低于100Hz至150Hz的信號(hào)。因此使用一個(gè)大的輸入電容不會(huì)增加系統(tǒng)性能,輸入電容(Ci)和輸入電阻(Ri)組成一個(gè)高通濾波器,切斷頻率為:
![](/userfiles/image/8403(7).JPG)
除了系統(tǒng)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(gè)大的輸入耦合電容需要更多的電荷才能到達(dá)它的靜態(tài)電壓(1/2VDD)。這些電荷來(lái)自經(jīng)過(guò)反饋的內(nèi)部電路,和有可能產(chǎn)生噼噗聲的器件啟動(dòng)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(dòng)噼噗聲。
模擬準(zhǔn)旁路電容(CBYP)
模擬 準(zhǔn)旁路電容(CBYP)是最關(guān)鍵的電容并與幾個(gè)重要性能相關(guān),在從關(guān)閉模擬啟動(dòng)或復(fù)位時(shí),CBYP決定了放大器開(kāi)啟的速度。第二個(gè)功能時(shí)減少電源與輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)耦合時(shí)制造的噪聲,這些噪聲來(lái)自于內(nèi)部模擬基準(zhǔn)或放大器等其它器件,降低了8403的PSRR和THD+N性能。
欠壓鎖定
PAM8403/CS8403具有低電壓檢測(cè)電路,當(dāng)電源電壓下降到2.0V以下時(shí),8403關(guān)閉輸出,直到VDD≥2.2V時(shí)器件再次開(kāi)啟回到正常狀態(tài)。
短路保護(hù)
PAM8403/CS8403具有短路保護(hù)功能,一旦檢測(cè)到輸出于輸出、輸出于地短路,芯片立即關(guān)閉,避免了芯片受損壞,如果短路消除,器件重新開(kāi)啟。
過(guò)溫保護(hù)
當(dāng)芯片的溫度超過(guò)140℃時(shí),熱保護(hù)電路起作用,芯片被關(guān)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(dāng)溫度下降到30℃后,熱保護(hù)取消,8403正常工作。
EMI
在電源端加一個(gè)1000uF的耦合電容,能有效減小EMI,前提是放大器到揚(yáng)聲器的距離小于(<20CM)。
大部分應(yīng)用是需要一個(gè)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(yīng)用,在高頻是應(yīng)選擇高阻抗的,而在低頻率是應(yīng)選擇低阻抗的。
![](/userfiles/image/8403(5).JPG)
使用磁珠濾波器減小EMI
使用注意事項(xiàng)
1. 當(dāng)PAM8403/CS8403工作在無(wú)濾波器時(shí),必須先接通揚(yáng)聲器再接通電源,否則容易對(duì)芯片造成損壞。
2. 當(dāng)PAM8403/CS8403工作在無(wú)濾波器時(shí),最好在連接到揚(yáng)聲器的引出口先套上一個(gè)鐵氧體磁環(huán),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(shí),應(yīng)當(dāng)注意如果采用4節(jié)新的普通干電池或堿性電池時(shí),其電壓有可能會(huì)超過(guò)6V,從而對(duì)芯片造成損壞,所以最好采用4節(jié)充電電池,或是3節(jié)堿性電池,其總電壓不超過(guò)5.5V。
4. 由于芯片中的數(shù)字音量控制具有很大的增益,所以在增大其音量時(shí)要注意不要讓輸入信號(hào)過(guò)大而使信號(hào)產(chǎn)生削波限幅,甚至還可能使芯片損壞。
5. 在測(cè)試時(shí),如果無(wú)濾波器工作,采用純電阻代替揚(yáng)聲器,所得到的測(cè)試結(jié)果會(huì)比采用揚(yáng)聲器作為負(fù)載時(shí)的結(jié)果為差,包括THD的結(jié)果,效率測(cè)試的結(jié)果等。
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