MAX98306：立體聲3.7W D類放大器的卓越之選

在電子設(shè)備音頻放大領(lǐng)域，D類放大器憑借其高效率的優(yōu)勢，成為眾多設(shè)計工程師的青睞之選。今天要給大家介紹的MAX98306立體聲3.7W D類放大器，更是以其獨特的性能和特點，在市場上占據(jù)了一席之地。

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一、產(chǎn)品概述

MAX98306是一款具備AB類音頻性能和D類效率的立體聲放大器。它通過單增益選擇輸入（GAIN）提供了五種可選增益設(shè)置（6dB、9dB、12dB、15dB和18dB），滿足不同應(yīng)用場景下對音頻增益的需求。同時，其有源發(fā)射限制、邊沿速率和過沖控制電路，結(jié)合無濾波器擴頻調(diào)制方案（SSM），在消除傳統(tǒng)D類設(shè)備輸出濾波需求的同時，還提供了出色的電磁干擾（EMI）性能，有效減少了應(yīng)用組件數(shù)量。此外，該IC在3.7V電源下僅2.0mA的靜態(tài)電流，大大延長了便攜式應(yīng)用中的電池續(xù)航時間。它采用14引腳TDFN（3mm x 3mm x 0.75mm）封裝，工作溫度范圍為 -40°C至 +85°C，適用于多種復(fù)雜環(huán)境。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX98306的應(yīng)用十分廣泛，涵蓋了智能手機、MP3播放器、便攜式音頻播放器、VoIP電話、平板電腦、蜂窩電話以及附屬揚聲器等眾多設(shè)備。這些設(shè)備對音頻質(zhì)量和功耗都有較高要求，而MAX98306正好能夠滿足這些需求。

三、產(chǎn)品特性

1. 出色的輸出功率

在5V電源下，3Ω負載、10%總諧波失真（THD）時輸出功率可達3.7W；8Ω負載、10% THD時輸出功率為1.7W，能夠為音頻設(shè)備提供強勁的動力。

2. 優(yōu)秀的EMI性能

無需濾波即可通過EMI限制，即使使用長達12英寸的揚聲器電纜也能滿足要求。

3. 高電源抑制比（PSRR）

在217Hz時PSRR高達83dB，有效減少電源紋波對音頻信號的干擾。

4. 擴頻調(diào)制和有源發(fā)射限制

能夠有效降低寬帶頻譜分量，減少EMI輻射。

5. 五檔引腳可選增益

方便用戶根據(jù)實際需求靈活調(diào)整音頻增益。

6. 出色的咔嗒聲和爆音抑制

減少設(shè)備啟動和關(guān)閉時的可聽瞬態(tài)噪聲，提升音頻體驗。

7. 熱保護和過流保護

確保設(shè)備在異常情況下的安全運行。

8. 低電流關(guān)斷模式

關(guān)斷時電流極低，有助于降低功耗。

9. 節(jié)省空間的封裝

3mm x 3mm x 0.75mm的14引腳TDFN封裝，適合對空間要求較高的應(yīng)用。

四、電氣特性

1. 電源電壓范圍

保證PSRR測試的電源電壓范圍為2.6V至5.5V，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。

2. 欠壓鎖定

欠壓鎖定電壓為1.8V至2.3V，防止設(shè)備在低電壓下不穩(wěn)定工作。

3. 靜態(tài)電源電流

3.7V電源時靜態(tài)電流為2mA至2.7mA，5.0V電源時為2.6mA，功耗較低。

4. 關(guān)斷電源電流

關(guān)斷時電流小于1μA（典型值），最大不超過10μA。

5. 開啟時間

開啟時間為3.2ms至10ms，響應(yīng)迅速。

6. 偏置電壓

偏置電壓為1.62V至2.15V，確保音頻信號的穩(wěn)定放大。

7. 電壓增益

根據(jù)GAIN引腳的不同連接方式，可實現(xiàn)不同的電壓增益，范圍從6dB至18dB。

8. 通道間增益跟蹤

通道間增益跟蹤誤差不超過0.1%，保證左右聲道音頻的一致性。

9. 輸入電阻

不同增益設(shè)置下輸入電阻不同，范圍從22kΩ至131kΩ。

10. 共模抑制比（CMRR）

在1kHz輸入時，CMRR典型值為79dB，有效抑制共模干擾。

11. 輸出失調(diào)電壓

在 +25°C時，輸出失調(diào)電壓為±1mV至±3mV。

12. 咔嗒聲和爆音水平

啟動和關(guān)閉時的咔嗒聲和爆音水平分別為 -79dBV和 -73dBV，有效減少噪聲。

13. 電源抑制比（PSRR）

在不同紋波頻率下，PSRR表現(xiàn)良好，如217Hz和1kHz時為83dB，10kHz時為77dB。

14. 輸出功率

不同負載和電源電壓下，輸出功率不同，如5V電源、3Ω負載、10% THD時為3.7W。

15. 總諧波失真加噪聲（THD+N）

在不同負載和輸出功率下，THD+N表現(xiàn)優(yōu)秀，如1kHz時，部分情況下低至0.03%。

16. 輸出噪聲

A加權(quán)輸出噪聲為29μVRMS，噪聲水平較低。

17. 信噪比（SNR）

在8Ω + 68μH負載、1% THD+N時，SNR典型值為99dB。

18. 效率

在8Ω + 68μH負載、1.4W輸出功率、1kHz頻率時，效率典型值為92%。

19. 振蕩器頻率

振蕩器頻率范圍為160kHz至540kHz。

20. 擴頻帶寬

擴頻帶寬典型值為20kHz。

21. 電流限制

在 +25°C時，電流限制典型值為3A。

22. 熱關(guān)斷水平

熱關(guān)斷水平為 +150°C，確保設(shè)備在高溫下的安全。

23. 熱滯回

熱滯回為20°C，防止設(shè)備頻繁熱關(guān)斷。

24. 數(shù)字輸入（SHDN）

輸入高電平為1.4V，輸入低電平為0.4V，輸入泄漏電流在 +25°C、SHDN = 0時為±1μA。

五、引腳配置與功能

六、詳細工作原理

1. D類揚聲器放大器

無濾波器D類放大器輸出級的效率遠高于AB類放大器。其高效率得益于輸出級晶體管的脈寬調(diào)制（PWM）軌到軌開關(guān)操作，使得功率損耗主要來自MOSFET導(dǎo)通電阻的I2R損耗和靜態(tài)電流開銷。

2. EMI無濾波器輸出級

傳統(tǒng)D類放大器需要使用外部LC濾波器或屏蔽來滿足EN55022B電磁干擾（EMI）法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。而MAX98306的有源發(fā)射限制邊沿速率控制電路和擴頻調(diào)制在保持高達92%效率的同時，降低了EMI輻射。擴頻調(diào)制和有源發(fā)射限制能夠限制寬帶頻譜分量，同時專有技術(shù)確保開關(guān)周期的逐周期變化不會降低音頻再現(xiàn)或效率。該IC的擴頻調(diào)制器在中心頻率（320kHz）周圍 ±20kHz范圍內(nèi)隨機改變開關(guān)頻率，在10MHz以上，寬帶頻譜在EMI方面表現(xiàn)為噪聲。

3. 揚聲器電流限制

當(dāng)揚聲器放大器的輸出電流超過電流限制（典型值3A）時，IC會禁用輸出約100μs，然后重新啟用。如果故障條件仍然存在，IC會繼續(xù)禁用和重新啟用輸出，直到故障條件消除。

4. 可選增益

通過GAIN輸入，IC提供了五種可編程增益設(shè)置，方便用戶根據(jù)實際需求進行調(diào)整。

5. 關(guān)斷模式

IC具有低功耗關(guān)斷模式，關(guān)斷時電源電流 ≤ 1μA（典型值）。將SHDN引腳驅(qū)動為低電平可使MAX98306進入關(guān)斷狀態(tài)，高于1.4V則正常工作。

6. 咔嗒聲和爆音抑制

MAX98306的揚聲器放大器采用了全面的咔嗒聲和爆音抑制技術(shù)。在啟動時，抑制電路可減少設(shè)備內(nèi)部的可聽瞬態(tài)源；進入關(guān)斷狀態(tài)時，差分揚聲器輸出會迅速同時降至PGND。

七、應(yīng)用信息

1. 無濾波器D類操作

傳統(tǒng)D類放大器需要輸出濾波器，這會增加成本和尺寸，并降低THD性能。而MAX98306的無濾波器調(diào)制方案無需輸出濾波器。由于IC的開關(guān)頻率遠高于大多數(shù)揚聲器的帶寬，開關(guān)頻率引起的音圈運動非常小。建議使用串聯(lián)電感大于10μH的揚聲器，典型8Ω揚聲器的串聯(lián)電感在20μH至100μH范圍內(nèi)。

2. 組件選擇

電源輸入（PVDD）

PVDD為揚聲器放大器供電，電壓范圍為2.6V至5.5V。需通過0.1μF和10μF電容將PVDD旁路至PGND。如果PVDD與電源之間的輸入走線較長，還需在設(shè)備處添加額外的大容量電容。

輸入濾波

3. 布局和接地

合理的布局和接地對于實現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。良好的接地可改善音頻性能，防止開關(guān)噪聲耦合到音頻信號中。應(yīng)使用寬而低電阻的輸出走線，因為負載阻抗降低時，設(shè)備的電流會增加，輸出走線的電阻會降低輸送到負載的功率。例如，通過100mΩ的總揚聲器走線將2W功率從設(shè)備輸出輸送到4Ω負載時，揚聲器得到1.904W；而通過10mΩ的總揚聲器走線時，揚聲器得到1.99W。寬的輸出、電源和接地走線還可提高設(shè)備的散熱性能。此外，IC本身具有出色的射頻抗干擾能力，為獲得最佳性能，可在PCB頂層或底層的所有信號走線周圍添加接地填充。

八、總結(jié)

MAX98306立體聲3.7W D類放大器以其出色的音頻性能、高效率、低功耗以及豐富的功能特性，成為電子工程師在音頻放大設(shè)計中的理想選擇。無論是在便攜式設(shè)備還是其他音頻應(yīng)用中，它都能提供穩(wěn)定可靠的解決方案。希望通過本文的介紹，能讓大家對MAX98306有更深入的了解，在實際設(shè)計中充分發(fā)揮其優(yōu)勢。大家在使用MAX98306的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。