TAS5828M 50W立体声D类放大器技术解析

描述

Texas Instruments TAS5828M 50W立体声D类放大器是一款立体声、高性能闭环D类放大器,具有集成的音频处理器和高达192kHz的架构。在软件控制模式启动后,TAS5828M采用传统BQ、3频段DRC、AGL和名为HybridPro的专有算法。Hybrid-Pro算法可检测即将到来的音频电源需求,并通过Hybrid-Pro反馈引脚 (HPFB) 为之前的直流-直流转换器提供PWM格式控制信号。Texas Instruments TAS5828M支持音频信号高达4ms延迟缓冲器,可实现可预测的包络跟踪,有助于防止由于直流-直流电压调整而导致的音频削波。

数据手册:*附件:Texas Instruments TAS5828M 50W立体声D类放大器数据手册.pdf

在设置为硬件控制模式时,TAS5828M通过引脚配置支持开关频率、模拟增益、BTL/PBTL模式和逐周期电流限制阈值。该模式专门设计用于消除终端系统软件驱动程序集成工作。

特性

  • 灵活的音频I/O
    • 支持32、44.1、48、88.2、96、192kHz采样率
    • I^2^S、LJ、RJ、TDM、SDOUT(用于音频监控、子通道或回声消除)
    • 支持3线式数字音频接口(无需MCLK)
  • 高效D类调制
    • 电源效率高于90%,90mΩ RDSon
  • 支持多输出配置
    • 2×50W,2.0模式(4Ω,23V,THD+N=1%)
    • 2×40W,2.0模式(6Ω,24V,THD+N=1%)
    • 1×100W,1.0模式(2Ω,23V,THD+N=1%)
    • 1×80W,1.0模式(3Ω,24V,THD+N=1%)
  • 出色的音频性能
    • THD+N≤0.03%(1W,1kHz,PVDD=12V时)
    • SNR≥110dB(A加权),ICN≤40µVRMS
  • 灵活的处理特性
    • 3频段高级DRC + 两个BQ + AGL + 两个BQ
    • 每通道12个BQ,电平表
    • 96kHz、192kHz处理器采样
    • 混频器、音量、动态EQ、输出交叉
    • PVDD检测和Hybrid-Pro算法音频信号跟踪
  • 灵活的电源配置
    • PVDD:4.5V至26.4V
    • DVDD和I/O:1.8V或3.3V
  • 出色的集成式自保护
    • 过流误差 (OCE)
    • 逐周期限流
    • 过热警告 (OTW)
    • 过热误差 (OTE)
    • 欠压和过压锁定 (UVLO/OVLO)
    • PVDD电压降检测
  • 轻松系统集成
    • I^2^C软件或硬件控制模式
    • 与开环器件相比,需要更少无源元件

功能框图

高性能

TAS5828M 50W立体声D类放大器技术解析

产品概述

TAS5828M是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款高性能、高效率的闭环D类音频放大器,集成了先进的音频处理功能。该器件采用32引脚TSSOP封装(DAD),尺寸为11.00mm × 6.20mm,专为空间受限的音频应用而设计。

主要特性

音频性能

  • 支持32kHz至192kHz的采样率
  • 总谐波失真加噪声(THD+N)低至0.03%(1W,1kHz,PVDD=12V)
  • 信噪比(SNR)≥110dB(A加权)
  • 空闲通道噪声(ICN)≤40µVRMS

功率输出配置

  • 立体声模式:
    • 2×50W(4Ω,23V,THD+N=1%)
    • 2×40W(6Ω,24V,THD+N=1%)
  • 单声道模式:
    • 1×100W(2Ω,23V,THD+N=1%)
    • 1×80W(3Ω,24V,THD+N=1%)

电源特性

  • PVDD工作范围:4.5V至26.4V
  • DVDD和I/O电压:1.8V或3.3V
  • 高效率:>90%的功率效率
  • 低RDSon:90mΩ

核心技术

混合Pro算法(Hybrid-Pro Algorithm)

TAS5828M采用了德州仪器专有的Hybrid-Pro算法,该算法能够:

  1. 预测即将到来的音频功率需求
  2. 通过HPFB引脚为DC-DC转换器提供PWM格式控制信号
  3. 支持4ms的音频信号延迟缓冲
  4. 有效防止因DC-DC电压调整导致的音频削波

工作模式

  1. 软件控制模式‌:
    • 支持完整的DSP音频处理功能
    • 包括经典BQ滤波器、3段DRC和AGL
    • 可通过I2C接口进行灵活配置
  2. 硬件控制模式‌:
    • 通过引脚配置实现基本功能控制
    • 可设置开关频率、模拟增益、BTL/PBTL模式等
    • 简化系统软件集成

应用场景

TAS5828M非常适合以下应用:

  • 电池供电音箱
  • 无线/蓝牙音箱
  • 声霸条和低音炮
  • 对散热或效率敏感的音频系统

保护功能

器件集成了全面的保护机制:

  • 过流保护(OCE)
  • 逐周期电流限制
  • 过温警告(OTW)和错误(OTE)
  • 欠压/过压锁定(UVLO/OVLO)
  • PVDD电压跌落检测
  • 输出直流保护(DCETHRES=1.7V)

典型应用设计建议

  1. 电源设计‌:
    • PVDD建议使用低ESR电容
    • 考虑使用Hybrid-Pro算法优化电源效率
  2. 布局建议‌:
    • 功率地和信号地应分开布局
    • 热焊盘应良好接地以优化散热
  3. LC滤波器设计‌:
    • 典型配置:10μH电感+0.68μF电容
    • 短路条件下最小电感值为1μH

性能曲线分析

从数据手册提供的性能曲线可以看出:

  • 在384kHz开关频率下,4Ω负载、PVDD=24V时,1W输出功率下的THD+N可低至0.02%
  • 效率在典型工作条件下可超过90%
  • 交叉干扰(Cross-talk)优于100dB,表现出优秀的通道隔离性能
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