TAS5717/TAS5719：高效數(shù)字音頻功率放大器的卓越之選

在音頻設(shè)備的設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)字音頻功率放大器的性能往往決定了整個系統(tǒng)的音頻質(zhì)量。今天，我們就來深入探討一下德州儀器（TI）推出的TAS5717和TAS5719這兩款10-W/15-W數(shù)字音頻功率放大器，看看它們在音頻處理方面有哪些獨特的優(yōu)勢和特點。

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產(chǎn)品概述

TAS5717和TAS5719是專為驅(qū)動立體聲橋接揚(yáng)聲器而設(shè)計的高效數(shù)字音頻功率放大器。TAS5717支持2×10 W輸出，而TAS5719則支持2×15 W輸出，它們都具有寬PVDD范圍（4.5 V至26 V），能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。同時，高效的D類操作使得它們無需散熱片，大大簡化了設(shè)計。

產(chǎn)品特性

音頻輸入輸出

• 輸出功率：TAS5717支持2×10 W，TAS5719支持2×15 W，滿足不同的功率需求。
• 電源范圍：寬PVDD范圍（4.5 V至26 V），適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 電源需求：僅需3.3 V和PVDD，降低了電源設(shè)計的復(fù)雜度。
• 音頻輸入：一個串行音頻輸入（兩個音頻通道），支持8-kHz至48-kHz采樣率（LJ/RJ/I2S）。
• 耳機(jī)放大器：集成無電容耳機(jī)放大器，具有立體聲耳機(jī)輸出（立體聲2-V RMS線路驅(qū)動器）。

音頻/PWM處理

• 音量控制：獨立通道音量控制，范圍從24-dB到靜音，支持0.125-dB精細(xì)音量調(diào)節(jié)。
• 動態(tài)范圍控制：可編程的兩頻段動態(tài)范圍控制，可作為功率限制器，保護(hù)揚(yáng)聲器。
• 揚(yáng)聲器EQ：14個可編程雙二階濾波器用于揚(yáng)聲器EQ，可改善音頻性能。
• 濾波器系數(shù)：可編程的DRC濾波器和直流阻塞濾波器系數(shù)。

通用特性

• 控制接口：串行控制接口無需MCLK，內(nèi)部振蕩器可自動檢測速率。
• 封裝形式：表面貼裝，48引腳，7-mm × 7-mm HTQFP封裝，便于PCB布局。
• 保護(hù)功能：支持AD、BD和三元PWM模式，具有熱保護(hù)和短路保護(hù)功能。

技術(shù)細(xì)節(jié)

電源供應(yīng)

TAS5717/9僅需一個3.3-V電源和一個典型的13-V功率級電源，內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器為柵極驅(qū)動電路提供合適的電壓。每個半橋都有獨立的自舉引腳（BST_X）和功率級電源引腳（PVDD_X），為了保證良好的電氣和聲學(xué)特性，建議在每個PVDD_X引腳附近放置一個100-nF陶瓷電容進(jìn)行去耦。

I2C芯片選擇/耳機(jī)關(guān)機(jī)

A_SEL/HP_SD是一個輸入引腳，在電源啟動時可拉高或拉低。拉高表示I2C子地址為0x56，拉低表示子地址為0x54。

設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)

• 過流保護(hù)：所有高側(cè)和低側(cè)功率級FET都有獨立的快速響應(yīng)電流檢測器，當(dāng)出現(xiàn)過流情況時，設(shè)備會觸發(fā)鎖存關(guān)機(jī)，將功率級設(shè)置為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• 過溫保護(hù)：當(dāng)設(shè)備結(jié)溫超過150°C（標(biāo)稱值）時，設(shè)備會進(jìn)入熱關(guān)機(jī)狀態(tài)，所有半橋輸出設(shè)置為高阻抗?fàn)顟B(tài)，并將FAULT信號拉低。
• 欠壓保護(hù)：UVP和POR電路可保護(hù)設(shè)備在任何電源啟動/關(guān)閉和欠壓情況下正常工作。

時鐘、自動檢測和PLL

TAS5717/9是從設(shè)備，接受MCLK、SCLK和LRCLK。數(shù)字音頻處理器（DAP）支持時鐘控制寄存器中定義的所有采樣率和MCLK速率。設(shè)備可以自動檢測并設(shè)置內(nèi)部時鐘控制邏輯，以適應(yīng)不同的時鐘速率。

串行數(shù)據(jù)接口

串行數(shù)據(jù)通過SDIN輸入，PWM輸出由SDIN推導(dǎo)得出。TAS5717/9 DAP接受16位、20位或24位左對齊、右對齊或I2S串行數(shù)據(jù)格式。

PWM部分

TAS5717/9 DAP使用噪聲整形和復(fù)雜的非線性校正算法，實現(xiàn)高功率效率和高性能數(shù)字音頻再現(xiàn)。PWM部分接受來自DAP的24位PCM數(shù)據(jù)，并輸出兩個BTL PWM音頻輸出通道。

I2C串行控制接口

TAS5717/9 DAP具有雙向I2C接口，支持100-kHz和400-kHz數(shù)據(jù)傳輸速率，可用于編程設(shè)備寄存器和讀取設(shè)備狀態(tài)。

寄存器配置

文檔中詳細(xì)介紹了各種寄存器的功能和配置，包括時鐘控制寄存器、設(shè)備ID寄存器、錯誤狀態(tài)寄存器等。這些寄存器的配置對于設(shè)備的正常運(yùn)行和性能優(yōu)化至關(guān)重要。例如，時鐘控制寄存器可以自動檢測時鐘狀態(tài)，反映采樣率和MCLK頻率；錯誤狀態(tài)寄存器可以檢測時鐘錯誤、幀滑動等問題。

應(yīng)用信息

耳機(jī)放大器使用

TAS5717具有立體聲輸出，可作為線路驅(qū)動器或耳機(jī)驅(qū)動器。在不同的應(yīng)用場景中，需要進(jìn)行相應(yīng)的硬件和軟件設(shè)置。例如，在使用模擬輸入時，可通過HP_SD引腳控制耳機(jī)放大器的開關(guān)；在使用I2S輸入時，需要將HP_PWML和HP_PWMR信號輸入到低通濾波器，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件配置。

線路驅(qū)動器放大器

傳統(tǒng)的單電源耳機(jī)和線路驅(qū)動器放大器通常需要直流阻塞電容和靜音電路，這會增加PCB面積和成本，并降低音頻輸出信號的保真度。而TAS5717/9采用DirectPath?放大器架構(gòu)，無需輸出直流阻塞電容，減少了元件數(shù)量，提高了音頻質(zhì)量。

組件選擇

• 電荷泵：電荷泵飛跨電容用于在產(chǎn)生負(fù)電源電壓時傳輸電荷，建議選擇低ESR電容，典型值為1μF。
• 去耦電容：為了確保低噪聲和低總諧波失真（THD），建議在TAS5717/9的PVDD引腳附近放置一個1μF的陶瓷電容進(jìn)行去耦。
• 增益設(shè)置電阻：增益設(shè)置電阻(R{in})和(R{fb})的選擇應(yīng)考慮噪聲、穩(wěn)定性和輸入電容大小等因素，文檔中給出了不同增益設(shè)置下的推薦電阻值。
• 輸入阻塞電容：直流輸入阻塞電容應(yīng)串聯(lián)在音頻信號輸入引腳，以阻塞音頻源的直流部分，提高設(shè)備性能。

總結(jié)

TAS5717和TAS5719是兩款性能卓越的數(shù)字音頻功率放大器，具有寬電源范圍、高效D類操作、豐富的音頻處理功能和完善的保護(hù)系統(tǒng)。它們適用于各種音頻設(shè)備，如揚(yáng)聲器、耳機(jī)放大器等。在設(shè)計過程中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行合理的電源設(shè)計、組件選擇和寄存器配置，以充分發(fā)揮這兩款產(chǎn)品的優(yōu)勢。你在使用這兩款產(chǎn)品的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。