Texas Instruments TAS2781 D类 放大器，并对实时 集成 扬声器保护和 audio 处理进行了优化。TAS2781，将 25W 的 持续功率 送入4Ω 负载，THD+N小于 1%，电源电压，18V。设备's broad 电压 输入范围 and high 输出功率 are ideal for 电池 or line-powered systems.

数据手册：*附件：Texas Instruments TAS2781 D类放大器数据手册.pdf

TI TAS2781 D类放大器的片上DSP支持Texas Instruments智能放大器扬声器保护算法。集成式扬声器电压和电流检测可实时监控扬声器。Y桥电源架构通过内部选择电源来提高放大器效率，从而获得最佳余量。具有可调整阈值的欠压预防方案能够在电源出现压降时减少信号路径中的增益。

Hybrid Pro算法让用户能够通过控制外部电源来优化效率并延长电池寿命。多达八个TAS2781器件可通过I2S ^^ /TDM和 ^I2C^ /SPI接口共享公共总线。

TAS2781采用30引脚HR-QFN封装，以实现紧凑的PCB占位面积。

特性

• 主要特性
  • 用于音频处理的集成式DSP
  • 23V电源，用于D类输出级
  • Y桥多级电源架构
  • Hybrid-pro外部升压控制算法
  • 超声波输出支持高达40kHz
• 效率(1% THDN)和功耗
  • 1W、4Ω、PVDDH = 12V、PVDDL = 3.8V时为82%
  • 1W、8Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V时为83%
  • 1W、4Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V时为84%
  • 15W、4Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V时为90%
  • 15W、8Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V时为93%
  • 硬件关闭模式<0.5μA
• 电源和管理：
  • 1.8V AVDD
  • 1.8V/3.3V IOVDD
  • 2.7V至5.5V PVDDL
  • PVDDH：4.5V至23V
• 输出功率:
  • 25W, 1% thd+n (4Ω, 18V)
  • 最大输出功率：30W，10% THD+N
• 接口和控制：
  • 用于消除回声的SDOUT
  • I2S ^^ /TDM 8x通道，32位高达192KSPS
  • ^I2C^ ，带快速模式+或SPI接口
  • 芯片间通信总线
  • 采样率：16kHz至192kHz
• 高级DSP音频处理：
  • 实时IV-sense，用于扬声器保护
  • 动态范围压缩机
  • 带功率限制器的掉电保护
  • 多通道平衡通信
• 保护和EMI：
  • 过功率和低电池保护
  • PVDDH/PVDDL电源跟踪限制器
  • 热保护和过流保护
  • 热折返
  • 后置滤波器反馈和压摆率控制

原理图

TAS2781 D类音频放大器技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments TAS2781是一款集成了实时扬声器保护与音频处理功能的24V D类音频放大器，专为高效驱动扬声器的高峰值功率而优化。该器件采用单声道数字输入设计，在4Ω负载、18V供电条件下可提供25W连续功率（THD+N<1%），最大输出功率达30W（THD+N=10%）。

‌关键特性‌：

• 集成DSP支持TI Smart Amp扬声器保护算法
• Y-Bridge多级电源架构提升效率
• 混合Pro外部升压控制算法
• 支持高达40kHz的超声波输出
• 硬件关机模式下功耗<0.5μA

二、核心技术解析

1. 电源管理系统

TAS2781采用创新的Y-Bridge电源架构，通过内部动态选择PVDDH（3V-24V）和PVDDL（2.7V-5.5V）电源实现最优效率：

• ‌PWR_MODE0‌：仅使用PVDDH供电
• ‌PWR_MODE1‌：Y-Bridge模式（PVDDH为主）
• ‌PWR_MODE2‌：低功耗PVDDL模式（内部LDO生成）
• ‌PWR_MODE3‌：超声波专用模式

2. 音频处理性能

• ‌THD+N性能‌：在1W输出时低至0.01%（4Ω负载）
• ‌效率曲线‌：1W时达84%（4Ω，PVDDH=18V），15W时达93%（8Ω）
• ‌动态范围‌：A加权110dB（参考1% THD+N输出电平）
• ‌采样率支持‌：16kHz至192kHz

3. 保护机制

• ‌实时IV检测‌：16位分辨率电压/电流传感
• ‌电源跟踪限制器‌：动态调整增益防止削波
• ‌热折返保护‌：可编程温度阈值（默认115°C）
• ‌过流保护‌：PVDDH侧6.7A，PVDDL侧2.6A

三、典型应用设计

1. 系统框图设计


‌关键外部元件‌：

• PVDDH去耦电容：22μF+100nF组合
• 自举电容：100nF（BSTP-OUTP/BSTN-OUTN）
• EMI滤波器：120Ω@100MHz铁氧体磁珠（可选）

2. PCB布局要点

• 功率路径使用宽走线（PVDDH/PVDDL/PGND）
• VSNSN/VSNSP引脚需靠近扬声器连接
• 热焊盘必须焊接至PCB以增强散热
• 自举电容应尽量靠近BST引脚

四、创新功能详解

1. Hybrid-Pro算法

通过PWM_CTRL引脚控制外部升压转换器：

• 8步384kHz或16步192kHz PWM格式可选
• 可配置4ms前瞻缓冲
• 支持8ms峰值保持时间优化

2. 噪声门技术

• 阈值可编程（-90至-120dBFS）
• 精细分辨率模式（24位设置）
• 启用后可在信号低于阈值时自动关闭D类输出级

3. 超声波模式

• 专为40kHz以下超声波应用优化
• 需设置DEM_CTRL=3h禁用DEM模块
• 建议禁用抖动（DIS_DITH=1h）

五、性能优化建议

1. ‌效率提升‌：
   • 使用Y-Bridge模式时保持PVDDH≥PVDDL+2.5V
   • 对于8Ω负载，PVDDL=5V时1W效率达88%
2. ‌EMI控制‌：
   • 启用扩频调制（AMP_SS=1）
   • 输出边沿速率可控（EDGE_CTRL寄存器）
   • 后滤波器反馈需满足f0>10MHz条件