TAS5754M數(shù)字輸入閉環(huán)D類放大器：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在音頻放大器領(lǐng)域，TI的TAS5754M數(shù)字輸入閉環(huán)D類放大器憑借其卓越的性能和豐富的功能，成為眾多音頻應(yīng)用的理想選擇。今天，我們就來深入探討一下這款放大器的特性、應(yīng)用場景以及設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵要點(diǎn)。

文件下載：tas5754m.pdf

一、TAS5754M的特性亮點(diǎn)

1. 靈活的音頻I/O配置

TAS5754M支持I2S、TDM、LJ、RJ等多種數(shù)字輸入格式，采樣率范圍從8 kHz到192 kHz，能夠適應(yīng)不同的音頻源和系統(tǒng)要求。它可以工作在立體聲橋接負(fù)載（BTL）或單聲道并聯(lián)橋接負(fù)載（PBTL）模式下，滿足多樣化的音頻輸出需求。此外，該放大器還支持3線數(shù)字音頻接口，無需MCLK，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2. 高性能閉環(huán)架構(gòu)

在性能方面，TAS5754M表現(xiàn)出色。在 (PVDD =12 ~V) ， (R_{SPK}=8 Omega) ， (SPK_GAIN =20 dBV) 的條件下，空閑通道噪聲低至62 μVrms（A - Wtd），總諧波失真加噪聲（THD + N）僅為0.007%（在1 W，1kHz時(shí)），信噪比（SNR）高達(dá)103 A - Wtd（參考 (THD + N = 1%) ）。這些優(yōu)異的指標(biāo)確保了高質(zhì)量的音頻輸出。

3. PurePath? HybridFlow處理架構(gòu)

這是TAS5754M的一大特色。它提供了多個(gè)可配置的MiniDSP程序（稱為HybridFlows），下載時(shí)間典型值小于100 ms。這種架構(gòu)結(jié)合了可編程設(shè)備的靈活性和固定功能ROM設(shè)備的易用性與快速下載時(shí)間，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇合適的音頻處理算法。

4. 豐富的通信與保護(hù)特性

通過 (I^{2} C) 端口進(jìn)行軟件模式控制，并且有兩個(gè)地址選擇引腳，最多可連接4個(gè)設(shè)備，方便進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。同時(shí)，它具備時(shí)鐘錯(cuò)誤、DC、短路保護(hù)以及過溫、過流保護(hù)等功能，提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

二、常見應(yīng)用場景

1. 消費(fèi)電子領(lǐng)域

在LCD/LED TV、多功能顯示器、條形音箱、對(duì)接站、PC音頻等設(shè)備中，TAS5754M可以提供高質(zhì)量的音頻放大，滿足用戶對(duì)音頻效果的要求。

2. 無線音頻設(shè)備

如無線低音炮、藍(lán)牙有源音箱等，其靈活的音頻輸入配置和高性能的音頻處理能力，能夠適應(yīng)無線音頻傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，提供清晰、飽滿的聲音。

三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

1. 電源供應(yīng)

TAS5754M需要兩個(gè)電源：一個(gè)DVDD用于低電壓電路，一個(gè)PVDD用于高電壓電路。在設(shè)計(jì)電源時(shí)，要嚴(yán)格遵循推薦的工作條件，確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。例如，DVDD、AVDD、CPVDD的電壓范圍為2.9 - 3.63 V，PVDD的電壓范圍為4.5 - 26.4 V。同時(shí)，要注意電源的濾波和去耦，避免電源噪聲對(duì)音頻性能產(chǎn)生影響。

2. 時(shí)鐘配置

該設(shè)備的時(shí)鐘系統(tǒng)較為靈活，可以從串行音頻接口獲取各種時(shí)鐘。在不同的應(yīng)用場景中，需要根據(jù)具體需求合理配置時(shí)鐘。例如，在主模式下，設(shè)備可以生成位時(shí)鐘和左右聲道及幀同步時(shí)鐘；在從模式下，需要外部提供時(shí)鐘信號(hào)。在配置時(shí)鐘時(shí)，要注意時(shí)鐘的頻率、相位和抖動(dòng)等參數(shù)，確保時(shí)鐘的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

3. 音頻數(shù)據(jù)格式

TAS5754M支持多種音頻數(shù)據(jù)格式，如I2S、TDM、LJ、RJ等。在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的數(shù)據(jù)格式，并通過寄存器進(jìn)行配置。同時(shí)，要注意數(shù)據(jù)的位深度和時(shí)鐘速率，確保音頻數(shù)據(jù)的正確傳輸和處理。

4. 放大器增益與開關(guān)頻率選擇

通過GVDD_REG引腳和SPK_GAIN/FREQ引腳之間的分壓器可以設(shè)置放大器的增益和開關(guān)頻率。在選擇增益時(shí)，應(yīng)使用能夠滿足電壓限制輸出功率目標(biāo)的最低增益設(shè)置，以降低系統(tǒng)的空閑通道噪聲。開關(guān)頻率的選擇會(huì)影響設(shè)備的功耗、電感的功耗以及輸出濾波器的設(shè)計(jì)。一般來說，較高的開關(guān)頻率可以降低電感的發(fā)熱，但可能會(huì)增加設(shè)備的功耗。因此，需要根據(jù)具體應(yīng)用需求權(quán)衡選擇合適的開關(guān)頻率。

5. 布局設(shè)計(jì)

布局對(duì)于音頻放大器的性能至關(guān)重要。在布局時(shí)，要遵循一般音頻放大器的布局準(zhǔn)則，特別注意PVDD旁路電容的放置，應(yīng)將其盡可能靠近PVDD引腳，以減少電磁干擾和提高設(shè)備的可靠性。同時(shí)，要優(yōu)化熱性能，避免在放大器附近放置其他發(fā)熱元件，合理設(shè)計(jì)PCB的層數(shù)和銅層布局，確保熱量能夠有效地散發(fā)出去。

四、典型應(yīng)用案例分析

1. 2.0（立體聲BTL）系統(tǒng)

在立體聲BTL系統(tǒng)中，TAS5754M可以放大兩個(gè)獨(dú)立的聲道信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)左右聲道的揚(yáng)聲器。設(shè)計(jì)時(shí)，需要提供3.3 - V和5 - V到24 - V的電源，通過I2C與主機(jī)處理器進(jìn)行通信，并使用外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)系數(shù)和HybridFlow的RAM部分。在硬件集成時(shí)，要按照典型應(yīng)用原理圖進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并遵循推薦的組件放置和布線規(guī)則。選擇合適的HybridFlow并進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)調(diào)優(yōu)，最后將軟件配置信息集成到主系統(tǒng)程序中。

2. 單聲道（PBTL）系統(tǒng)

單聲道PBTL系統(tǒng)將兩個(gè)全橋通道并聯(lián)，驅(qū)動(dòng)單個(gè)揚(yáng)聲器，可降低功率損耗并提高放大器的電流輸出能力。同樣需要合適的電源供應(yīng)、通信接口和外部存儲(chǔ)器。在設(shè)計(jì)過程中，要注意選擇適合單聲道應(yīng)用的HybridFlow，以獲得更好的低頻性能。

五、總結(jié)

TAS5754M數(shù)字輸入閉環(huán)D類放大器以其豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場景，為音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。在設(shè)計(jì)過程中，電子工程師需要充分了解其各項(xiàng)特性和參數(shù)，合理進(jìn)行電源、時(shí)鐘、音頻數(shù)據(jù)格式等方面的配置，并注重布局設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)能夠發(fā)揮出最佳的性能。希望通過本文的介紹，能夠幫助大家更好地掌握TAS5754M的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在實(shí)際項(xiàng)目中取得更好的效果。

你在使用TAS5754M的過程中遇到過哪些問題？或者你對(duì)音頻放大器的設(shè)計(jì)有什么獨(dú)特的見解？歡迎在評(píng)論區(qū)留言分享！