消費(fèi)應(yīng)用立體聲耳機(jī)放大器設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)暨“真實(shí)接地”方案

　　NCP2811在采用5 V電源電壓工作時(shí)，為16 ?的耳機(jī)負(fù)載提供100 mW功率，背景噪聲僅為7 µVrms AW，總諧波失真(THD)+噪聲(N)小于0.01%。此外，NCP2811內(nèi)置爆音(Pop)及嘀噠(Click)噪聲消除電路，讓消費(fèi)者不會(huì)聽到擾人的噪聲;-100 dB的高PSSR，進(jìn)一步提高噪聲抑制水平;105 dB的信噪比(SNR)更是提升音質(zhì)，增強(qiáng)消費(fèi)者音頻體驗(yàn)質(zhì)量。這器件還抑制EMI，且在關(guān)閉模式消耗極低的電流，幫助延長電池使用時(shí)間。

　　NCP2811采用節(jié)省空間的CSP 12引腳封裝，尺寸僅為1.5×2 mm，引腳間距0.5 mm;此外還提供QFN 3×3 mm封裝。NCP2811包含兩個(gè)版本：NCP2811A為外部可調(diào)節(jié)增益版本，而NCP2811B為內(nèi)部固定增益版本。

　　NCP2811外部元件選擇

　　設(shè)計(jì)人員應(yīng)用NCP2811真實(shí)接地立體聲耳機(jī)變壓器時(shí)，還涉及到外部元件選擇的問題。如對(duì)外部可調(diào)節(jié)增益的NCP2811A而言，需要設(shè)定增益;而其閉環(huán)增益由電阻Rf和Rin決定，建議閉環(huán)增益設(shè)定在1至10的范圍內(nèi)。

　　在輸入端的電容選擇方面，輸入電阻Rin + 輸入電容Cin使高通濾波器阻隔低頻，Cin的選擇應(yīng)使Cin – Rin低通濾波器截止頻率(fc)低于20 Hz。

　　而在電荷泵電容方面，應(yīng)當(dāng)選擇低等效串聯(lián)電阻(ESR)的陶瓷電容(建議X7R或X5R);另外，在負(fù)電壓產(chǎn)生期間，飛跨(flying)電容(Cfly)充當(dāng)能量傳遞作用，而Cpvm(參見圖3)電容至少要等于Cfly，使能量傳遞增至最大。最小的Cfly和Cpvm值是1 µF(0402封裝尺寸)，可以選擇TDK的 C1005X5R0J105K及Murata的GRM155R60J105K19。解耦電容方面，同樣建議選擇X7R或X5R規(guī)格的低ESR陶瓷電容，而且建議最低選擇1 µF電容值。

　　如前所述，NCP2811這樣的真實(shí)接地設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)ESD保護(hù)。對(duì)于NCP2811而言，它基本上是高性能的運(yùn)算放大器，而運(yùn)算放大器在驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載時(shí)會(huì)變得不穩(wěn)定。因此，如果設(shè)計(jì)中需要電容性ESD保護(hù)，建議在NCP2811輸出與ESD保護(hù)電路之間串聯(lián)增加2顆10 Ω電阻，從而將電容性負(fù)載效應(yīng)降至最低。

　　圖4：設(shè)計(jì)中需要電容性ESD保護(hù)時(shí)，建議在NCP2811輸出與ESD保護(hù)間串聯(lián)電阻。

　　總結(jié)：

　　便攜消費(fèi)類設(shè)備需要高質(zhì)量的立體聲耳機(jī)放大器，滿足消費(fèi)者對(duì)更佳音頻體驗(yàn)的需求。立體聲耳機(jī)放大器輸出段設(shè)計(jì)有橋接負(fù)載、電容耦合、虛擬接地和真實(shí)接地等不同選擇，其中真實(shí)接地提供眾多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是客戶理所當(dāng)然的選擇。但真實(shí)接地設(shè)計(jì)中，放大器需要采用雙電源工作，其中的負(fù)電壓產(chǎn)生成為難題。有利的是，安森美半導(dǎo)體推出NCP2811無電容(NoCapTM)真實(shí)接地立體聲耳機(jī)放大器，這器件采用“電荷泵+放大器”的電源架構(gòu)，電荷泵同時(shí)產(chǎn)生正電壓和負(fù)電壓，幫助省下輸出端2個(gè)隔直大電容，騰出更多板級(jí)空間。這器件還提供低噪聲及高信噪比和高電源抑制比，具有優(yōu)異的噪聲抑制水平，再加上小尺寸的CSP-12封裝，非常適合手機(jī)、MP3播放器和GPS等空間受限的消費(fèi)類設(shè)計(jì)。