二、工作特性和外形图
1. 工作电压范围3.3V~5V;
2. 额定工作电压范围2.5V~5.5V;
3. 输出功率;
① 700mV,当VDD=5V,BTL,RL=8Ω
② 85mV,当VDD=5V,BE,RL=32Ω
③ 250mV,当VDD=3.3V,BTL,RL=8Ω
④ 37mV,当VDD=3.3V,SE,RL=32Ω
4. 关断控制
① IDD=7μA,当3.3V;
② IDD=50μA,当5V;
5.BTL/SE转换控制;
6.热保护和短路保护;
7.集成消噪声电器;
8.表面安装封装;
① SOIC
② PowerPADTMMSOp
外形如图1所示。
图1 D或DGN封装顶视图
D-小外形塑封(SOIC)
DGN-有导热焊盘的小外形塑封(MSOP)
三、工作框图及引脚功能:
图2示出的是工作框图,表1列出了引脚功能。
表1 引 脚 功 能
引 脚 输入/输出 功 能 名 称 引脚号 旁 路 2 输入 当用作音频放大时,这个端子应加一个0.1μF-2.2μf的电容 地 7 输入 接地 音频输入 4 输入 音频信号输入 SE/BTL转换 3 输入 当SE/BTL为低时,TPA711工作于BTL模式,反之,SE模式 关 断 1 输入 这个端子为高时,(IDD=7μA)器件关断 电 源 6 输入 电源电压端 V0+ 5 输出 SE/BTL的输出正端 V0- 8 输出 SE/BTL的输出负端
四、参数测试电路:
图3、4分别表示BTL、SE模式测试电路图,用以测量电路的参数。
五、典型应用
1. 桥式输出与单端输出(BTL/SE)模式:
图5给出了工作于BTL模式下的音频功放电路图。TPA711内有两个线性功放来驱动负载。它们工作于差动方式。这样相对于参考地电位,它的输出功率较大。
输出功率可由下式计算:
(1)
在便携式音频设备中,电路供电电压为3.3V。在8Ω负载单端输出62.5mW的情况下,桥式可输出4×62.5=250mW。即有6dB的功增加。在增加功率输出的同时,对频率响应也应加以注意。
在图6 所示的SE(单端)输出情况下,接至负载的隔直耦合电容CC是必不可少的,该电容器的容量比较大(3.3μF~1000μF),重量也较大,占印刷电路板的面积大,价格较贵。这个电容对系统的低频响应影响很大。这是由于这个电容和负载间形成的高通滤波而造成的。角频率可由下式计算:
(2)
图6 单端电路和频率响应图
例如,在8Ω负载,输出耦合电容为68μF时,将对293Hz以下的频率加以衰减。而在BTL模式下,抵消了直流失调电压,省掉了输出输出耦合电容,低频特性只取决于输出回路和扬声器特性。同时电路体积和造价也相应降低。
2. BTL放大器效率:
线性放大器的效率低,这主要是因于输出功率管上的管压降。首先是功率输出管上的直流压降和输出功率成反比,其次是由于正弦波本身的原因。管压降可由VDD减去输出电压的RMS(均方根值)值得到,管压降乘以电源电流的RMS,即可算出管耗。
虽然流过BTL,SE功率负载的电压,电流都是正弦波,但是电源电流的波形是很不相同的。在SE模式下的电流波形是半波,而在BTL模式下是全波,这就意味着它们的波形因数(因子)不同,参见图7。利用下面的公式可以计算放大器的效率:
(3)
式中:
图7 BTL放大器的电压、电流波形
(4)
表2给出了输出功率不同条件下计算得到的效率。当输出功率低时,电路效率也低,随着输出功率的增加,电路的功率也增加。在正常工作范围内,内部功耗几乎为恒定值。从方程(4)可以看出,电源电压VDD下降,电路效率增加。
表2 3.3V 8Ω BTL模制中效率与输出功率的关系
输出功率(W) 效率(%) 峰值到峰值的电压 内部功耗 0.125 33.6 1.41 0.26 0.25 47.6 2.00 0.29 0.375 58.3 2.45 0.28*高的峰值电压值引起总谐波失真增大。
3.典型应用电路
图8是一个典型便携式音频放大电路,电路电压增益为-10。
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