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TI 700-mW低电压音频功率放大器TPA711的特性及其应用
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-08 19:04:15



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。

图5 桥式电路图
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
0.12533.61.410.26
0.2547.62.000.29
0.37558.32.450.28
*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。

图8 TPA711应用电路
下面讨论图8中电路元器件的选用。

4.元件选用:
增益设定电阻RF,R1。
在BTL工作模式下,TPA711的增益由RF,R1由公式5决定:(5)

公式(5)中系数-2是由于BTL电路在输出端桥式电路输出对称波形幅度较SE大一倍的原因。假定TPA711是一个MOS放大器。输入阻抗很高,那么输入电流就很小,电路噪声随RF的增加而增加。同时,RF的取值应有一个范围,以确保电路正常工作。假定放大器的反相输出端等效阻抗为5~20kΩ,则电路等效阻抗可由等式(6)决定。
(6)

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