Texas Instruments TAS6424R-Q1數(shù)字輸入D類音頻放大器采用2.1MHz PWM開關(guān)頻率，能夠以微小的PCB尺寸實(shí)現(xiàn)器件成本優(yōu)化。針對啟停事件，該器件還可在低至4.5V的電壓下全面運(yùn)行，并且在音頻帶寬高達(dá)40kHz時(shí)具有出色的音質(zhì)。輸出開關(guān)頻率可設(shè)置為高于或低于AM頻段。高于AM頻段消除了AM頻段干擾，并降低了輸出濾波和成本。低于AM頻段有助于優(yōu)化效率。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TAS6424R-Q1數(shù)字輸入D類音頻放大器數(shù)據(jù)手冊.pdf

該器件具有內(nèi)置負(fù)載診斷功能，用于檢測和診斷錯(cuò)誤連接的輸出。該功能可以檢測交流耦合高頻揚(yáng)聲器，以幫助縮短制造過程中的測試時(shí)間。該器件增加了EMI管理特性，包括擴(kuò)頻、輸出相位偏移和經(jīng)過優(yōu)化的轉(zhuǎn)換率，有助于應(yīng)對系統(tǒng)級EMI挑戰(zhàn)。Texas Instruments TAS6424R-Q1 D類音頻放大器設(shè)計(jì)用在汽車音響主機(jī)和外部放大器模塊中。

特性

符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
- 溫度等級1級（-40°C至+125°C T A ）
高級負(fù)載診斷
- 無需輸入時(shí)鐘即可進(jìn)行直流診斷
- 交流診斷用于高頻揚(yáng)聲器阻抗和相位響應(yīng)檢測
輕松滿足CISPR25-L5 EMC規(guī)范
音頻輸入
- 四通道^I2S^或4/8通道TDM輸入
- 輸入采樣率為44.1kHz、48kHz和96kHz
- 16位至32位^I2S^和TDM的輸入格式
- 支持高分辨率音頻系統(tǒng)
音頻輸出
- 四通道橋接層負(fù)載 (BTL)
- 雙通道并聯(lián)BTL (PBTL)
- 高達(dá)2.1MHz輸出開關(guān)頻率
- 45W，2Ω 10% THD（14.4V BTL時(shí)）
- 75W，4Ω 10% THD（25V BTL時(shí)）
- 150W，2Ω 10% THD（25V PBTL時(shí)）
4Ω音頻性能（14.4V BTL時(shí)）
- THD+N：< 0.009%（1W時(shí)）
- 輸出噪聲：30V~~RMS~~
- 串?dāng)_：–97dB
負(fù)載診斷
- 開路負(fù)載、短路負(fù)載、電池短路、接地短路
- 線路輸出檢測高達(dá)6k?
保護(hù)
- 增強(qiáng)型反向電流能力
- 輸出電流限制和短路保護(hù)
- 40V負(fù)載突降
- 開路接地和電源容差
- 直流偏移
- 過熱、欠壓和過壓
普通運(yùn)行
- 4.5V至26.4V電源電壓
- ^I2C^控制，具有四個(gè)地址選項(xiàng)
- 鎖存和非鎖存夾子檢測
- 增強(qiáng)型EMI管理

功能框圖

TAS6424R-Q1數(shù)字輸入D類音頻放大器的技術(shù)解析與應(yīng)用

一、產(chǎn)品概述

TAS6424R-Q1是德州儀器(TI)推出的一款面向汽車電子應(yīng)用的4通道數(shù)字輸入D類音頻放大器芯片，具有以下核心特性：

?高功率輸出?：75W/4Ω(BTL)或150W/2Ω(PBTL)輸出能力（THD+N=10% @25V）
?寬電壓范圍?：4.5V至26.4V工作電壓，支持汽車啟停系統(tǒng)
?高級診斷功能?：集成DC/AC負(fù)載診斷，包括開路、短路、阻抗檢測等
?優(yōu)異EMC性能?：輕松滿足CISPR25-L5電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
?汽車級認(rèn)證?：符合AEC-Q100 Grade 1標(biāo)準(zhǔn)（-40°C至+125°C）

該器件專為汽車音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括主機(jī)頭單元和外部功放模塊應(yīng)用，在小尺寸PCB上實(shí)現(xiàn)了高功率密度和卓越音質(zhì)。

二、關(guān)鍵特性詳解

1. 音頻性能表現(xiàn)

?超低失真?：THD+N <0.009%@1W/4Ω/14.4V
?高信噪比?：輸出噪聲低至30μVRMS（A加權(quán)）
?寬帶寬?：支持高達(dá)40kHz音頻帶寬
?多增益選項(xiàng)?：7.5V/15V/21V/29V四級可編程增益
?采樣率支持?：44.1kHz/48kHz/96kHz輸入采樣率

2. 負(fù)載診斷系統(tǒng)

TAS6424R-Q1集成了全面的診斷功能：

?DC診斷?：可檢測開路負(fù)載(OL)、短路負(fù)載(SL)、對電源短路(S2P)、對地短路(S2G)
?AC診斷?：可測量負(fù)載阻抗和相位響應(yīng)（精度±0.5Ω）
?線輸出檢測?：可識別高達(dá)6kΩ的高阻抗負(fù)載
?診斷時(shí)間?：全4通道DC診斷僅需230ms，AC診斷520ms

3. 保護(hù)機(jī)制

?溫度保護(hù)?：通道級和全局過熱警告(OTW)及關(guān)斷(OTSD)
?電壓保護(hù)?：過壓(OV)/欠壓(UV)保護(hù)，可承受40V負(fù)載突降
?電流保護(hù)?：兩級過流保護(hù)(OC Level1/Level2)
?DC偏移保護(hù)?：自動檢測并關(guān)斷異常DC偏移

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

1. 功能框圖

TAS6424R-Q1采用數(shù)字輸入直接驅(qū)動PWM調(diào)制器的架構(gòu)：

?數(shù)字音頻接口?：支持I2S/TDM格式，16-32位數(shù)據(jù)寬度
?數(shù)字處理?：包含高通濾波、音量控制(-100dB至+24dB，0.5dB步進(jìn))
?PWM調(diào)制?：可編程開關(guān)頻率(352kHz至2.1MHz)
?功率級?：集成90mΩ RDS(on)的MOSFET全橋
?診斷保護(hù)?：實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)

2. 關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)

?自舉電路?：每個(gè)通道需要1μF自舉電容（16V以上X7R材質(zhì)）
?輸出濾波器?：推薦3.3μH電感+1μF電容組合（2.1MHz開關(guān)頻率時(shí)）
?電源去耦?：PVDD需470μF電解電容+1nF陶瓷電容組合
?散熱設(shè)計(jì)?：需外接散熱器連接至裸露焊盤（必須接地）

四、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用電路

?BTL模式?：每通道使用兩個(gè)輸出引腳驅(qū)動單個(gè)揚(yáng)聲器
?PBTL模式?：可并聯(lián)兩個(gè)通道驅(qū)動更低阻抗負(fù)載（需通過寄存器配置）
?線驅(qū)動模式?：支持直接驅(qū)動外部功放的差分輸入（5.5VRMS輸出）

2. EMI管理技術(shù)

?擴(kuò)頻調(diào)制?：可通過寄存器編程8%的頻率變化范圍
?相位交錯(cuò)?：支持210°/225°/240°的通道間相位偏移
?優(yōu)化的slew rate?：減少高頻諧波輻射

3. 汽車特殊需求設(shè)計(jì)

?低電壓工作?：支持低至4.5V的冷啟動電壓
?診斷策略?：上電時(shí)自動執(zhí)行負(fù)載檢測，支持制造測試簡化
?故障恢復(fù)?：可配置自動恢復(fù)或鎖存模式

五、評估與測試建議

?性能測試要點(diǎn)?：
- 使用AES17濾波器測量THD+N
- 驗(yàn)證各保護(hù)閾值的準(zhǔn)確性
- 在不同電源電壓下測試最大輸出功率
?EMC測試準(zhǔn)備?：
- 優(yōu)先嘗試2.1MHz開關(guān)頻率配置
- 驗(yàn)證不同相位偏移設(shè)置的影響
- 確保PCB布局符合參考設(shè)計(jì)指南
?診斷功能驗(yàn)證?：
- 使用已知負(fù)載驗(yàn)證診斷準(zhǔn)確性
- 測量診斷執(zhí)行時(shí)間
- 驗(yàn)證故障恢復(fù)流程

六、選型指導(dǎo)

TAS6424R-Q1提供多種兼容型號選擇：

型號	通道數(shù)	電源范圍	特點(diǎn)
TAS6424R-Q1	4	4.5-26.4V	7.2A限流，支持PBTL
TAS6424-Q1	4	4.5-26.4V	6.5A限流
TAS6424L-Q1	4	4.5-18V	4.8A限流
TAS6421-Q1	1	4.5-26.4V	單通道版本

設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)輸出功率需求、散熱條件和成本目標(biāo)選擇合適的型號。

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