探索MAX9791/MAX9792：Windows Vista兼容的音頻放大器解決方案

在音頻放大器的世界里，MAX9791和MAX9792無疑是兩顆璀璨的明星。這兩款由Maxim推出的設(shè)備，專為滿足現(xiàn)代音頻應用的需求而設(shè)計，特別是那些對音質(zhì)、效率和空間有嚴格要求的場景。今天，我們就來深入探討一下這兩款放大器的特點、優(yōu)勢以及在實際應用中的注意事項。

文件下載：MAX9792.pdf

產(chǎn)品概述

MAX9791集成了一個立體聲2W的D類功率放大器、一個立體聲180mW的DirectDrive耳機放大器和一個120mA的低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器。而MAX9792則將一個單聲道3W的D類功率放大器、一個立體聲180mW的DirectDrive耳機放大器和一個120mA的LDO線性穩(wěn)壓器整合在一起。它們不僅具備出色的音頻性能，還擁有一系列先進的特性，如喚醒檢測、全面的咔嗒聲和爆裂聲抑制、低功耗關(guān)機模式以及卓越的射頻抗擾度。

特性亮點

1. 高效的D類揚聲器放大器

傳統(tǒng)的AB類放大器效率較低，而MAX9791/MAX9792集成的無濾波器D類放大器則具有更高的效率。D類放大器的高效率得益于輸出級晶體管的開關(guān)操作，輸出晶體管作為電流導向開關(guān)，消耗的額外功率可以忽略不計。在正常工作水平下，MAX9791/MAX9792的效率可達67%，遠高于傳統(tǒng)AB類放大器。

2. 超低EMI無濾波器輸出級

傳統(tǒng)D類放大器的上升和下降沿過渡的高dv/dt會導致電磁干擾（EMI）增加，需要使用外部LC濾波器或屏蔽來滿足EMI法規(guī)標準。而Maxim的有源發(fā)射限制電路可以主動限制上升和下降沿過渡的dv/dt，在保持高達83%效率的同時，降低EMI發(fā)射。此外，MAX9791/MAX9792還采用了擴頻調(diào)制技術(shù)，進一步降低了開關(guān)頻率諧波處的峰值能量。

3. DirectDrive耳機放大器

傳統(tǒng)的單電源耳機放大器需要大的耦合電容來阻擋直流偏置，而MAX9791/MAX9792的DirectDrive架構(gòu)通過電荷泵創(chuàng)建內(nèi)部負電源電壓，使耳機輸出偏置在GND，無需大的直流阻擋電容。這樣不僅節(jié)省了電路板空間和成本，還改善了耳機放大器的頻率響應。

4. 共模感應

Windows Vista兼容平臺對耳機插孔的接地回路阻抗有嚴格限制。MAX9791/MAX9792的SENSE和COM輸入可以檢測并校正耳機返回和設(shè)備接地之間的差異，通過合理配置這兩個輸入，可以減少耳機插孔接地回路電阻的負面影響，提高系統(tǒng)的串擾性能。

5. 喚醒功能

MAX9791/MAX9792具備喚醒檢測功能，當在BEEP輸入檢測到合格的蜂鳴聲信號時，設(shè)備會喚醒揚聲器和耳機放大器。合格的蜂鳴聲信號是一個典型的3.3V、最低215Hz的信號，連續(xù)出現(xiàn)四個周期。該功能還具備防干擾保護，確保只有有效的蜂鳴聲信號才能喚醒設(shè)備。

6. 咔嗒聲和爆裂聲抑制

MAX9791/MAX9792采用了0V的共模偏置電壓，能夠快速開啟和關(guān)閉，而不會產(chǎn)生咔嗒聲和爆裂聲。在揚聲器和耳機放大器的啟動和關(guān)閉過程中，專門的抑制電路可以消除設(shè)備內(nèi)部的任何可聽瞬態(tài)源。

7. 低功耗關(guān)機模式

這兩款設(shè)備具有低功耗關(guān)機模式，只需將SPKR_EN設(shè)置為AVDD，HP_EN和LDO_EN設(shè)置為GND，即可進入低功耗關(guān)機模式，此時僅消耗3.3μA的電源電流。

8. 卓越的射頻抗擾度

MAX9791/MAX9792在設(shè)計上具有出色的射頻抗擾度，能夠在靠近無線應用的環(huán)境中正常工作。通過在PCB板的頂層或底層信號跡線周圍添加接地填充，可以進一步提高其射頻抗擾性能。

應用信息

1. 無濾波器D類操作

傳統(tǒng)的D類放大器需要輸出濾波器來恢復音頻信號，而MAX9791/MAX9792則不需要。它們依靠揚聲器線圈的固有電感以及揚聲器和人耳的自然濾波來恢復方波輸出中的音頻分量。為了獲得最佳效果，建議使用串聯(lián)電感大于10μH的揚聲器。

2. 設(shè)置揚聲器放大器增益

通過外部輸入電阻和內(nèi)部反饋電阻（RFSPKR）可以設(shè)置MAX9791/MAX9792的揚聲器放大器增益。計算公式為：[AVSPKR=-4left(frac{20 k Omega}{R_{IN 1}}right) V / V]，例如，當RIN1為20kΩ時，增益為4V/V，即12dB。

3. 可選鐵氧體磁珠濾波器

在揚聲器引線超過15cm的應用中，可以使用由鐵氧體磁珠和接地電容構(gòu)成的濾波器來提供額外的EMI抑制。選擇鐵氧體磁珠時，應選擇直流電阻低、高頻（> 1.2 MHz）阻抗為100至600Ω、額定電流至少為1A的產(chǎn)品。電容值應根據(jù)鐵氧體磁珠的選擇和實際揚聲器引線長度進行調(diào)整。

4. 耳機放大器輸出功率

在最壞情況下，當兩個輸入同相時，耳機放大器的輸出功率會略有下降。但在典型的立體聲音頻應用中，左右聲道信號的幅度和相位存在差異，可獲得的最大輸出功率會增加。

5. 耳機放大器增益設(shè)置

外部輸入電阻和內(nèi)部反饋電阻（RFHP）可以設(shè)置耳機放大器的增益。計算公式為：[A{VHP}=-left(frac{40.2 k Omega}{R{IN 2}}right) V / V]，當RIN2為40.2kΩ時，增益為1V/V，即0dB。

6. 電源供應

MAX9791/MAX9792的揚聲器放大器由PVDD供電，范圍為2.7V至5.5V；耳機放大器由HPVDD和CPVSS供電，HPVDD范圍為2.7V至5.5V，CPVSS是HPVDD通過電荷泵反相得到的；AVDD為LDO和設(shè)備的其余部分供電，AVDD和PVDD必須連接在一起。

7. 輸入濾波

輸入電容（CIN）和放大器輸入電阻（RIN）構(gòu)成一個高通濾波器，用于去除輸入信號中的直流偏置。選擇CIN_時，應使高通濾波器的-3dB點遠低于感興趣的最低頻率，以避免影響放大器的低頻響應。同時，應選擇電壓系數(shù)足夠低的電容，以減少低頻失真。

8. 電荷泵電容選擇

為了獲得最佳性能，應使用等效串聯(lián)電阻（ESR）小于100mΩ的電容。對于飛跨電容（C1），建議選擇1μF的電容；對于電荷泵輸出電容（C2），也應選擇1μF的電容。

9. 布局和接地

正確的布局和接地對于獲得最佳性能至關(guān)重要。應使用大的走線來連接電源輸入和放大器輸出，以減少寄生電阻的影響，并將熱量從設(shè)備中散發(fā)出去。良好的接地可以改善音頻性能，減少通道之間的串擾，并防止開關(guān)噪聲耦合到音頻信號中。此外，還應在PCB板的頂層或底層信號跡線周圍添加接地填充，以提高設(shè)備的射頻抗擾度。

總結(jié)

MAX9791和MAX9792是兩款功能強大、性能卓越的音頻放大器，它們結(jié)合了高效的D類放大器、先進的DirectDrive耳機放大器和穩(wěn)定的LDO線性穩(wěn)壓器，具備一系列先進的特性，能夠滿足各種音頻應用的需求。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇和配置這些設(shè)備，并注意布局和接地等方面的問題，以充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢。希望通過本文的介紹，能讓大家對MAX9791/MAX9792有更深入的了解，在音頻設(shè)計中能夠更加得心應手。

你在使用MAX9791/MAX9792的過程中遇到過哪些問題？或者你對這兩款放大器還有哪些疑問？歡迎在評論區(qū)留言討論！