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DRV632是一个2-VRMS无弹出立体声线路驱动器

2020-7-20 15:34:21  311 线路驱动器 ESD
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  特征
  •立体声直达路径™ 音频线路驱动器
  –2 Vrms接入10 kΩ,3.3-V电源
  •2 Vrms时低THD+N《0.01%,变为10 kΩ
  •高信噪比,》90分贝
  •600Ω输出负载兼容
  •差分输入和单端输出
  •外部增益设置电阻器可调增益
  •低直流偏移,《1 mV
  •接地参考输出消除直流阻塞电容器
  –减少电路板面积
  –降低组件成本
  –提高THD+N性能
  –输出电容器不会降低低频响应
  •短路保护
  •点击弹出减少电路
  •外部欠压静音
  •主动静音控制,实现无弹出音频开/关控制
  •节省空间的TSSOP
  应用
  •机顶盒
  •蓝光光盘™,DVD播放器
  •LCD和PDP电视
  •微型/微型组合系统
  •声卡
  •笔记本电脑
  说明
  DRV632是一个2-VRMS无弹出立体声线路驱动器,设计允许移除输出直流阻断电容器,以减少组件数量和成本。该器件非常适合于尺寸和成本是关键设计参数的单电源电子产品。
  采用ti专利的DirectPath设计™ 在技术上,DRV632能够驱动2个VRM到10-kΩ负载和3.3-V电源电压。该器件具有差分输入,并使用外部增益设置电阻器来支持±1 V/V到±10 V/V的增益范围,并且可以为每个通道单独配置增益。线路输出具有±8-kV IEC ESD保护,只需要一个简单的电阻电容ESD保护电路。DRV632具有内置的主动静音控制,可打开/关闭无弹出音频控制。那个DRV632有一个外部欠压检测器,当电源断开时,它会使输出静音,确保无弹出关闭。
  与传统的2-VRMS生成方法相比,在音频产品中使用DRV632可以大大减少组件数量输出DRV632不需要大于3.3V的电源来产生其5.6-Vpp输出,也不需要分轨电源。DRV632集成了自己的电荷泵,以产生一个负电源轨,提供一个干净,无弹出的地面偏置2-VRMS输出。
  DRV632提供14针TSSOP。
  设备信息
  
  (1)、有关所有可用的软件包,请参阅数据表末尾的医嘱内容附录。
  简化图
  
  典型特征
  VDD=3.3 V,TA=25°C,C(泵)=C(VSS)=1μF,CIN=2.2μF,RIN=15 kΩ,RFb=30 kΩ,ROUT=32Ω,COUT=1 nF(除非另有说明)。
  
  参数测量信息
  所有参数均根据规范中所述的条件进行测量。
  详细说明
  概述
  DRV632结合了TI的专利DirectPath技术和内置的点击和弹出减少电路,是一个2-VRMS无弹出立体声线路驱动器,旨在避免使用输出直流阻断电容器,从而减少组件数量和成本。DRV632能够驱动2-VRMS进入600Ω至10 kΩ的线路负载,电源电压为3.3-V。电荷泵飞行、PVSS和去电容的使用确保了放大器的性能。该设备有两个带有差分输入的通道,需要直流输入阻断电容器来阻断音频源的直流部分。这些允许DRV632输入适当偏置,以提供最大性能。DRV632允许外部增益设置电阻器支持±1 V/V至±10 V/V的增益范围。增益可为每个通道单独配置。另外,当需要去除带外噪声时,两个信道都可以用作二阶滤波器。DRV632有一个内置的主动静音控制,用于打开/关闭无弹出音频,并通过使用外部欠压检测来避免点击和弹出。卸下或放置电源设备时,设备不会生成弹出或单击。
  功能框图
  
  特性描述
  9.3.1线路驱动放大器
  单电源线驱动放大器通常需要直流阻断电容器。图6中的上图说明了传统的线路驱动器放大器与负载和输出信号的连接。直流闭锁电容器的价值往往很大。线路负载(典型电阻值为600Ω至10 kΩ)与直流闭锁电容器结合形成高通滤波器。方程1显示了负载阻抗(RL)、电容器(CO)和截止频率(fC)之间的关系。
  
  CO可以用等式2确定,其中负载阻抗和截止频率已知。
  
  如果fC很低,电容器必须有一个大值,因为负载电阻很小。大的电容值需要大的封装尺寸。大的封装尺寸会消耗PCB面积,高出PCB,增加组装成本,并且会降低音频输出信号的保真度。
  
  直接通路放大器结构从单一电源运行,但利用内部电荷泵提供负电压轨道。结合用户提供的正轨和IC产生的负轨,设备以有效的分供模式运行。输出电压现在集中在零伏,能够摆动到正轨或负轨。结合这与内置的点击和弹出减少电路,直接路径放大器不需要输出直流阻断电容。图6的底部方块图和波形说明了地面参考线驱动程序架构。这是DRV632的体系结构。
  电荷泵飞行电容器和PVSS电容器
  电荷泵飞行电容器用于在产生负电源电压期间转移电荷。PVSS电容器必须至少等于电荷泵电容器,以允许最大电荷转移。低ESR电容器是理想的选择,1μF是典型值。可以使用小于1μF的电容值,但最大输出电压可能会降低,并且设备可能无法按照规范运行。如果DRV632用于高噪声敏感电路,TI建议在VDD连接上增加一个小型LC滤波器。
  去耦电容器
  DRV632是一个直接路径线路驱动器放大器,需要足够的电源去耦,以确保噪声和总谐波失真(THD)是低的。一个好的,低等效串联电阻(ESR)陶瓷电容器,通常是1μF,放置在尽可能靠近器件VDD引线的地方,效果最好。把这个去耦电容器放在DRV632附近对放大器的性能很重要。为了过滤低频噪声信号,在音频功率放大器附近放置一个10μF或更大的电容器也会有帮助,但在大多数应用中并不需要它,因为这种设备的PSRR很高。
  增益设定电阻范围
  必须选择增益设置电阻器RIN和Rfb,以使DRV632的噪声、稳定性和输入电容器尺寸保持在可接受的范围内。电压增益定义为Rfb除以RIN。
  选择太低的值需要一个大的输入交流耦合电容,CIN。选择过高的值会增加放大器的噪声。表1列出了不同逆变输入增益设置的推荐电阻值。
  
  输入闭锁电容器
  直流输入阻断电容器需要与音频信号串联添加到DRV632的输入引脚中。这些电容器阻断音频源的直流部分,并允许DRV632输入适当偏置,以提供最大的性能。
  这些电容器与输入电阻RIN形成高通滤波器。截止频率用方程式3计算。在该计算中,使用的电容是输入阻塞电容,电阻是从表1中选择的输入电阻;然后,当两个值中的一个给定时,就可以确定频率和/或电容。
  建议使用电解电容器或高压额定电容器作为输入闭锁电容器,以确保电容随输入电压的变化最小。这种电容随输入电压的变化在陶瓷电容器中很常见,会增加低频音频失真。
  
  DRV632 UVP操作
  UVP引脚处的关机阈值为1.25 V。客户必须使用电阻分压器来获得特定应用所需的关机阈值和磁滞。客户选择的阈值可以确定如下:
  外部欠压检测
  外部欠压检测可用于在输入设备产生pop之前使DRV632静音/关闭。
  UVP引脚处的关机阈值为1.25 V。用户选择一个电阻分压器以获得特定应用的关机阈值和滞后。阈值可以确定如下:
  
  例如,要获得VUVP=3.8 V和1-V滞后,请使用R1=3 kΩ、R2=1 kΩ和R3=50 kΩ。
  
  设备功能模式
  使用DRV632作为二阶滤波器
  目前使用的一些音频DAC需要一个外部低通滤波器来消除带外噪声。这在DRV632上是可能的,因为它可以像标准运算放大器一样使用。可以实现几种滤波器拓扑,包括单端和差分。在图8中,显示了具有差分输入和单端输入的多反馈(MFB)。
  图中显示了一个交流耦合电容器,用于从源中去除直流分量;它用于阻止源中的任何直流分量,并将直流增益降低到1,有助于将输出直流偏移减小到最小。
  要计算组件值,请使用TI WEBENCH®过滤器设计器。
  
  电阻值应具有低值以获得低噪声,但也应具有足够高的值,以获得小尺寸的交流耦合电容器。当R1=15kΩ,R2=30kΩ,R3=43kΩ时,1μF输入交流耦合电容器的动态范围可达106db。
  静音模式
  DRV632可使用低激活静音引脚(引脚5)静音。点击和弹出抑制能力确保当使用静音模式时,它不会产生额外的点击或弹出。
  应用与实施
  注意
  以下应用章节中的信息不是TI组件规范的一部分,TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定组件的适用性。客户应验证和测试其设计实现,以确认系统功能。
  申请信息
  此典型连接图突出显示了设备正常运行所需的外部组件和系统级连接。这种配置可以使用设备的评估模块(EVM)来实现。这个灵活的模块允许在所有可用的操作模式下对设备进行全面评估。另请参阅DRV632产品页面,了解有关订购EVM的信息。
  典型应用
  
  设计要求
  在本设计示例中,使用表2中列出的参数。
  
  详细设计程序
  电荷泵飞行、PVSS和去耦电容器
  为了在产生负电源电压的过程中转移电荷,本设计使用了1-μF低等效串联电阻(ESR)电荷泵飞流电容器。类似的1-μF电容器放置在VSS中,并尽可能靠近VDD。详见电荷泵飞行电容器、PVSS电容器和去耦电容器。
  二阶有源低通滤波器
  在TI WEBENCH过滤器设计师的帮助下提出了R1=15kΩ,R2=30kΩ,R3=43kΩ,C1=47pf,C2=180pf的二阶低通滤波器。有关详细信息,请参阅使用DRV632作为二阶过滤器。
  UVP电阻分压器
  R11和R12被放置在电阻分压器的设计中。UVP引脚处的关机阈值为1.25 V。有关详细信息,请参阅外部欠压检测。
  应用曲线
  
  
  电源建议
  该装置设计为在3V至3.6V的输入电压范围内工作。该输入电源必须经过良好的调节。如果输入电源位于距离DRV632设备几英寸以上的地方,除了陶瓷旁路电容器之外,可能还需要额外的大容量电容。典型选择值为47μF的电解电容器。
  在DRV632附近放置一个去耦电容器可以提高线路驱动放大器的性能。典型的选择是低等效串联电阻(ESR)陶瓷电容器,其值为1μF。
  如果DRV632用于高噪声敏感电路,TI建议在VDD连接上增加一个小型LC滤波器。
  布局
  布局指南
  增益设定电阻器
  增益设置电阻器RIN和Rfb必须分别靠近引脚13和引脚17,以最小化这些输入引脚上的电容负载,并确保DRV632的最大稳定性。有关建议的PCB布局,请参阅DRV632EVM用户指南。
  布局示例
  

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