深度解析LM4906音頻放大器：設(shè)計應(yīng)用全攻略

在音頻放大領(lǐng)域，設(shè)備性能、成本和尺寸的平衡一直是工程師關(guān)注的焦點。今天為大家詳細介紹一款性能出色的音頻放大器——德州儀器（TI）的LM4906，它以獨特優(yōu)勢在市場上占據(jù)一席之地。

文件下載：lm4906.pdf

性能亮點，獨具優(yōu)勢

增益可靈活選擇

LM4906支持6dB（2V/V）或12dB（4V/V）的增益選擇，能根據(jù)不同應(yīng)用場景靈活調(diào)整，滿足多樣化設(shè)計需求。比如，在對音頻信號放大要求不高的場景下，可選擇6dB增益，降低功耗；而在需要更大音量輸出時，切換到12dB增益，提升音頻功率。

無需外部電容

該放大器無需輸出電容或PSRR旁路電容，大大簡化了電路設(shè)計，減少了外部元件數(shù)量，降低成本和PCB空間占用。這一特性使它在便攜式設(shè)備設(shè)計中具有明顯優(yōu)勢，為工程師提供了更緊湊的設(shè)計方案。

“Click and Pop”抑制出色

具備先進的“Click and Pop”抑制電路，有效消除開機和關(guān)機瞬間產(chǎn)生的噪聲，為用戶帶來純凈的音頻體驗。例如，在手機等便攜式設(shè)備頻繁開關(guān)過程中，能避免刺耳噪聲干擾，提升用戶滿意度。

快速開啟，高效響應(yīng)

開啟時間極短，典型值僅5ms，可快速進入工作狀態(tài)，滿足對音頻實時性要求較高的應(yīng)用場景，如視頻會議、直播等，確保音頻信號的及時傳輸。

低功耗與寬電壓兼容

具備超低電流關(guān)機模式（SD Low），有效降低功耗，延長電池續(xù)航時間。同時，工作電壓范圍為2.6 - 5.5V，能適應(yīng)多種電源供電，增強了設(shè)備的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

技術(shù)參數(shù)，精準把握

電源抑制比與輸出功率

在+3V電源電壓下，217Hz時PSRR改善至71dB，有效抑制電源紋波對音頻信號的干擾。在+5V電源電壓下，驅(qū)動8Ω負載且總諧波失真加噪聲（THD+N）為1%時，輸出功率典型值可達1.0W；在+3V電源電壓下，同樣條件下輸出功率典型值為390mW，能滿足不同電源電壓和負載要求的應(yīng)用。

靜態(tài)電流與關(guān)機電流

靜態(tài)功耗低，在無輸入信號、無負載情況下，+5V電源時靜態(tài)電源電流典型值為3.5mA；關(guān)機電流典型值僅0.1μA，進一步降低了設(shè)備功耗。

工作溫度與電壓范圍

工作溫度范圍為 -40°C至85°C，電源電壓范圍為2.6V至5.5V，能適應(yīng)多種惡劣環(huán)境，確保設(shè)備在不同條件下穩(wěn)定工作。

應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛拓展

LM4906適用于多種領(lǐng)域，特別是對音頻質(zhì)量和功耗有較高要求的便攜式和多媒體設(shè)備。

便攜式計算機

在便攜式計算機中，LM4906能為用戶帶來高品質(zhì)音頻體驗。其低功耗特性與便攜式計算機對電池續(xù)航的高要求相契合，可在不增加過多功耗的情況下，提供清晰響亮的音頻輸出。同時，無需外部電容的設(shè)計，節(jié)省了PCB空間，有助于實現(xiàn)更輕薄的設(shè)計。

桌面計算機

在桌面計算機中，LM4906可用于多媒體音頻輸出，為用戶帶來出色的音頻效果。其高功率輸出和低失真特性，能夠滿足用戶對高品質(zhì)音頻的需求。同時，它的低功耗和少元件設(shè)計，有助于降低成本和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

多媒體顯示器

多媒體顯示器對音頻質(zhì)量有較高要求，LM4906正好能滿足這一需求。它可以提供清晰、響亮的音頻輸出，并且能夠與顯示器的其他電路集成在一起，實現(xiàn)緊湊的設(shè)計。

關(guān)鍵特性，優(yōu)勢顯著

可選擇增益

LM4906具有6dB（2V/V）或12dB（4V/V）的可選擇增益，用戶可以根據(jù)實際需求進行調(diào)整，以獲得最佳的音頻效果。這種可選擇增益的設(shè)計，增加了產(chǎn)品的靈活性和適用性。

無需輸出或PSRR旁路電容

該產(chǎn)品無需輸出或PSRR旁路電容，這不僅減少了外部元件的數(shù)量，降低了成本，還節(jié)省了PCB空間。同時，這也有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

改進的“咔嗒聲和爆裂聲”抑制電路

LM4906采用了改進的“咔嗒聲和爆裂聲”抑制電路，能夠有效消除音頻信號在開啟和關(guān)閉過程中產(chǎn)生的噪聲，提供更加純凈的音頻輸出。

快速開啟時間

它的開啟時間非?？欤湫椭禐?ms。這意味著在需要音頻輸出時，能夠迅速響應(yīng)，為用戶提供即時的音頻體驗。

最少的外部元件

LM4906只需要最少的外部元件，這使得電路設(shè)計更加簡單，降低了設(shè)計難度和成本。同時，也減少了故障發(fā)生的可能性，提高了系統(tǒng)的可靠性。

寬電壓范圍操作

該產(chǎn)品可以在2.6 - 5.5V的電壓范圍內(nèi)正常工作，這使得它能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境，具有更廣泛的應(yīng)用場景。

BTL輸出可驅(qū)動電容性負載

LM4906的BTL輸出可以驅(qū)動電容性負載，這為音頻系統(tǒng)的設(shè)計提供了更多的可能性。例如，可以直接驅(qū)動揚聲器，而無需額外的耦合電容。

超低電流關(guān)斷模式

在關(guān)斷模式下，LM4906的功耗極低，典型值為0.1μA。這有助于延長電池續(xù)航時間，特別適用于便攜式設(shè)備。

關(guān)鍵參數(shù)，性能卓越

電源抑制比（PSRR）

在+3V、217Hz時，PSRR達到71dB，這表明該產(chǎn)品對電源噪聲具有良好的抑制能力，能夠提供更加純凈的音頻輸出。

功率輸出

在+5V、THD+N = 1%、8Ω負載下，功率輸出典型值為1.0W；在+3V、THD+N = 1%、8Ω負載下，功率輸出典型值為390mW。這說明LM4906具有較高的功率輸出能力，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求。

總關(guān)斷電源電流

總關(guān)斷電源電流典型值為0.1μA，這進一步證明了該產(chǎn)品在關(guān)斷模式下的超低功耗特性。

設(shè)計要點，不容忽視

橋接配置

LM4906采用橋接配置，具有兩個內(nèi)部運算放大器。這種配置能夠提供差分驅(qū)動，使輸出擺幅加倍，輸出功率提高四倍。同時，由于差分輸出偏置在半電源，無需輸出耦合電容，減少了內(nèi)部功耗和揚聲器損壞的風險。

功率耗散

在設(shè)計放大器時，功率耗散是一個重要的考慮因素。LM4906的內(nèi)部功率耗散是單端放大器的4倍，因此需要注意散熱設(shè)計，確保最大結(jié)溫不超過150°C?？梢酝ㄟ^增加銅箔面積來降低熱阻，提高功率耗散能力。

電源旁路

為了實現(xiàn)低噪聲性能和高電源抑制比，需要對電源進行適當?shù)呐月贰＝ㄗh在電源引腳附近放置電容，以提供穩(wěn)定的電源。

開啟過程

在開啟LM4906時，需要先施加電源，并且電源上升時間應(yīng)小于4ms，否則會影響喚醒時間。輸入信號的初始閾值為7mV RMS，一旦設(shè)備開啟，輸入信號可以低于該閾值而不會關(guān)閉設(shè)備。

關(guān)斷功能

通過將關(guān)斷引腳拉低，可以將設(shè)備置于關(guān)斷模式，以降低功耗。為了獲得最佳性能，建議在接地和電源之間切換關(guān)斷引腳。同時，關(guān)斷引腳應(yīng)連接到確定的電壓，以避免意外狀態(tài)變化。

輸入電容選擇

對于便攜式設(shè)計，應(yīng)盡量選擇較小的輸入電容，以降低成本和節(jié)省空間。較大的輸入電容可能會增加成本和尺寸，并且在設(shè)備開啟時容易產(chǎn)生“咔嗒聲和爆裂聲”。因此，應(yīng)根據(jù)實際需求選擇合適的電容大小。

總結(jié)

LM4906是一款性能卓越的音頻功率放大器，具有可選擇增益、無需輸出或PSRR旁路電容、改進的“咔嗒聲和爆裂聲”抑制電路等眾多優(yōu)點。它適用于便攜式計算機、桌面計算機、多媒體顯示器等多種應(yīng)用場景。在設(shè)計過程中，需要注意橋接配置、功率耗散、電源旁路、開啟過程、關(guān)斷功能和輸入電容選擇等要點，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。你在使用LM4906的過程中遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。