探索SSM2319：高性能單聲道D類音頻放大器的設(shè)計(jì)秘訣

在電子設(shè)備日新月異的今天，音頻放大器作為音頻系統(tǒng)的核心組件，其性能直接影響著聲音的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。今天，我們就來深入了解一款由ADI公司推出的高性能單聲道D類音頻放大器——SSM2319。

文件下載：SSM2319.pdf

一、SSM2319概述

SSM2319是一款高度集成的單聲道D類音頻放大器，專為移動(dòng)電話等應(yīng)用而設(shè)計(jì)，旨在最大化性能。它采用單電源供電，電壓范圍為2.5V至5.5V，僅需極少的外部組件，就能在5.0V電源下為3Ω負(fù)載提供3W連續(xù)輸出功率，且總諧波失真加噪聲（THD + N）小于1%。

由于網(wǎng)絡(luò)問題，無法獲取更多關(guān)于單聲道D類音頻放大器SSM2319特點(diǎn)的信息。不過根據(jù)文檔，我們先來看看它本身的特性。

二、特性亮點(diǎn)

（一）高效無濾波器設(shè)計(jì)

采用超高效擴(kuò)頻Σ - Δ調(diào)制的無濾波器D類放大器架構(gòu)，無需外部LC輸出濾波器，不僅減少了外部組件數(shù)量，節(jié)省了電路板空間和成本，還能在低輸出功率下保持高效。在5.0V電源下，驅(qū)動(dòng)8Ω揚(yáng)聲器輸出1.4W功率時(shí)，效率高達(dá)90%；驅(qū)動(dòng)3Ω負(fù)載輸出3W功率時(shí)，效率為85%。

（二）同步功能

具備內(nèi)部調(diào)制器同步（SYNC）功能，當(dāng)多個(gè)放大器近距離使用時(shí)，可激活該功能避免時(shí)鐘互調(diào)（拍頻效應(yīng)）。此外，還能調(diào)整調(diào)制器頻率，將諧波干擾轉(zhuǎn)移到不太敏感的頻段，適用于對干擾要求苛刻的應(yīng)用。

（三）低噪聲與高音質(zhì)

信號(hào) - 噪聲比（SNR）高達(dá)98dB，能有效降低噪聲干擾，提供清晰、純凈的音頻輸出。同時(shí)，內(nèi)置的爆音和咔嗒聲抑制電路，可減少開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)輸出端的電壓毛刺，降低可聽噪聲。

（四）寬電源范圍與低功耗

支持2.5V至5.5V的單電源供電，適用于各種電池供電的便攜式設(shè)備。具有微功耗關(guān)斷模式，典型關(guān)斷電流僅為20nA，可有效延長設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間。

（五）保護(hù)功能

內(nèi)置熱關(guān)斷和輸出短路保護(hù)，能在出現(xiàn)過熱或短路情況時(shí)自動(dòng)保護(hù)芯片，且具備自動(dòng)恢復(fù)功能，確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

（六）增益可調(diào)

默認(rèn)固定增益為12dB，用戶可通過一對外部電阻調(diào)整增益，滿足不同應(yīng)用的需求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SSM2319的出色性能使其廣泛應(yīng)用于多種便攜式設(shè)備，如手機(jī)、MP3播放器、便攜式游戲機(jī)、便攜式電子產(chǎn)品和教育玩具等。在這些設(shè)備中，它能以高效、低功耗的方式提供優(yōu)質(zhì)的音頻輸出。

四、技術(shù)參數(shù)分析

（一）輸出功率

在不同電源電壓和負(fù)載電阻下，SSM2319的輸出功率表現(xiàn)不同。例如，在5.0V電源下，驅(qū)動(dòng)8Ω負(fù)載且THD = 1%時(shí)，輸出功率可達(dá)1.41W；驅(qū)動(dòng)3Ω負(fù)載且THD = 1%時(shí)，輸出功率為3.1W。隨著電源電壓降低，輸出功率相應(yīng)減小。

（二）效率

效率是衡量音頻放大器性能的重要指標(biāo)之一。SSM2319在不同負(fù)載和輸出功率下都能保持較高的效率，如前文所述，在5.0V電源下驅(qū)動(dòng)8Ω揚(yáng)聲器輸出1.4W功率時(shí)，效率高達(dá)90%。

（三）THD + N

總諧波失真加噪聲（THD + N）反映了音頻信號(hào)在放大過程中的失真程度。從典型性能曲線可以看出，在不同負(fù)載和電源電壓下，THD + N隨輸出功率和頻率的變化而變化。在低頻和低輸出功率時(shí)，THD + N通常較低，隨著輸出功率和頻率的增加，THD + N會(huì)有所上升。

（四）其他參數(shù)

輸入共模電壓范圍、共模抑制比、平均開關(guān)頻率、差分輸出失調(diào)電壓等參數(shù)也對放大器的性能產(chǎn)生影響。例如，輸入共模電壓范圍為VDD - 1至5.5V，確保了放大器在不同輸入信號(hào)下的穩(wěn)定性。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）布局設(shè)計(jì)

合理的PCB布局對于SSM2319的性能至關(guān)重要。應(yīng)使用短而寬的PCB走線，以降低電壓降和電感。對于電源輸入和放大器輸出，應(yīng)使用大走線以減少寄生電阻帶來的損耗。同時(shí)，要注意接地設(shè)計(jì)，使用大面積接地平面以降低阻抗，減少串?dāng)_和噪聲耦合。

（二）輸入電容選擇

如果輸入信號(hào)的直流共模電壓在1.0V至VDD - 1.0V之間，SSM2319不需要輸入耦合電容。但如果輸入信號(hào)不在此范圍內(nèi)，或者需要進(jìn)行高通濾波，或者使用單端信號(hào)源，則需要選擇合適的輸入電容。輸入電容的選擇會(huì)影響放大器的輸出失調(diào)和電源抑制比（PSRR）性能。

（三）電源去耦

為確保高效率、低THD和高PSRR，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娫慈ヱ?。在電源輸入端使用高質(zhì)量、低等效串聯(lián)電感（ESL）和低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電容，通常為4.7μF，用于旁路低頻噪聲。同時(shí)，在靠近VDD引腳處使用0.1μF電容，以處理高頻瞬態(tài)噪聲。

（四）同步操作

當(dāng)使用SYNC功能時(shí)，要注意同步頻率的選擇，最佳工作范圍為6MHz至9MHz。在同步多個(gè)SSM2319放大器時(shí)，應(yīng)采用菊花鏈配置，以避免瞬時(shí)電流過大和電源過載。同時(shí)，要注意SYNCO到SYNCI的連接長度和信號(hào)完整性，必要時(shí)可使用串聯(lián)阻尼電阻。

六、總結(jié)

SSM2319作為一款高性能的單聲道D類音頻放大器，以其高效、低功耗、低噪聲和高音質(zhì)等特點(diǎn)，為便攜式音頻設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理選擇參數(shù)，優(yōu)化布局和電路設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮SSM2319的性能優(yōu)勢。大家在使用SSM2319的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。