德州仪器TAS2780数字放大器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TAS2780EVM评估模块为设计人员提供将 TAS2780放大器集成 到系统中并提供单声道扬声器输出的工具。该评估板设计用于评估TAS2780数字输入单声道D类音频放大器 (具有扬声器IV检测功能)。

数据手册:*附件:Texas Instruments TAS2780EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • TAS2780EVM模块支持使用具有以下接口的TAS2780器件进行评估和开发:
    • USB接口
    • 通过PurePath™ Console 3 (PPC3) GUI、USB-HID进行软件控制
    • USB级音频设备与Microsoft^®^ Windows^®^ 7+兼容
    • 外部100mil接头
    • PSIA – I^2^S/TDM接口
    • I^2^C
    • 硬件关断控制
    • 中断输出
  • 单声道扬声器评估
  • 连接多个电路板
  • USB输入

TAS2780EVM顶部视图

D类音频放大器

TAS2780EVM多通道连接

D类音频放大器

德州仪器TAS2780数字放大器评估模块技术解析

一、TAS2780EVM概述

德州仪器(TI)的TAS2780EVM是一款专为TAS2780RYA数字输入D类音频放大器设计的评估模块。该模块采用单声道配置,能够高效驱动各种尺寸的扬声器,在4Ω负载和16V电源电压下可提供20W的峰值功率输出。

核心特性

  • 高效Y桥技术‌:输出级采用创新的Y桥架构,可根据输出功率需求自动切换两个不同的电压轨,显著提高低功率时的效率
  • 集成监测功能‌:内置扬声器电压和电流检测,提供实时扬声器状态监控
  • 多设备扩展‌:通过I2S/TDM + I2C接口支持最多8个设备共享公共总线
  • 灵活接口‌:支持USB、USB-HID、I2S/TDM和I2C等多种控制接口

二、关键性能参数

TAS2780EVM的主要电气规格如下表所示:

参数规格范围
VBAT1S供电电压2.7-5.5V
AVDD供电电压1.65-1.95V
IOVDD供电电压1.65-1.95V或3-3.6V
PVDD供电电压VBAT(最小3V)至23V
输出功率最高25W
音频接口USB class-audio兼容

三、系统架构与功能模块

3.1 电源管理系统

评估模块采用灵活的电源配置方案:

  • 默认通过J4/J5输入3.9-23V电压,经板上电源管理IC生成所需各级电压
  • 也可直接通过J9(J11)外接VBAT1S(PVDD)电源,此时需移除J8(J12)跳线

电源树结构包括:

  • 3.3V主电源轨
  • 5V VBAT1S升压转换器
  • 1.8V/1.2V LDO为逻辑电路供电

3.2 数字音频接口

模块支持多种数字音频输入选择:

  • USB音频‌:通过Micro-USB接口连接PC
  • 外部I2S‌:通过J1连接外部音频源
  • 多通道扩展‌:通过J2输出可级联多块评估板

接口切换通过跳线J23(J24)选择,支持软件控制与硬件切换两种模式。

3.3 控制与监测系统

  • PPC3 GUI控制‌:通过PurePath Console 3软件提供完整的设备配置界面
  • 寄存器映射‌:可直接访问和修改所有设备寄存器
  • 实时监测‌:可读取VBAT、PVDD电压及芯片温度等参数
  • 中断系统‌:提供IRQz引脚指示状态变化

四、典型应用配置

4.1 单声道评估配置

  1. 连接扬声器至J15
  2. 通过J4/J5接入3.9-23V电源
  3. Micro-USB连接PC
  4. 设置Windows音频设备为"TI USB Audio UAC2.0"
  5. 打开PPC3软件并连接EVM
  6. 点击"Power Up"按钮激活设备

4.2 多通道系统配置

  1. 通过J2连接多块评估板的J1
  2. 每块板设置不同的I2C地址(通过J20跳线)
  3. 每块板独立供电
  4. 在PPC3中配置TDM通道映射

五、设计要点与布局指南

  1. 电源去耦‌:所有电源轨应采用低ESR陶瓷电容,考虑直流偏置导致的容值下降
  2. 接地设计‌:使用多层地平面并通过多个导电过孔连接PGND和GND
  3. 高电流布线‌:PVDD、VBAT1S、OUT_P/N等大电流路径避免使用过孔
  4. 敏感信号隔离‌:VSNS_P/N走线应远离开关信号和输出线路
  5. 自举电容‌:尽可能靠近BST引脚放置

六、评估模块的扩展应用

TAS2780EVM不仅可用于基本性能评估,还可支持:

  • 效率优化研究‌:利用Y桥技术分析不同输出功率下的效率曲线
  • 扬声器保护算法开发‌:基于集成的电压/电流检测实现高级保护策略
  • 多放大器系统原型设计‌:验证TDM总线上的多设备同步控制
  • 数字信号处理验证‌:测试各种DSP滤波器配置对音质的影响
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