MAX9724C/MAX9724D：低射频敏感度立体声耳机放大器的卓越之选

在当今的便携式设备设计中，如何在有限的电路板空间内实现高性能的音频放大是一个关键挑战。MAXIM推出的MAX9724C/MAX9724D立体声耳机放大器，凭借其独特的设计和出色的性能，为工程师们提供了一个理想的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款放大器。

文件下载：MAX9724C.pdf

产品概述

MAX9724C/MAX9724D专为电路板空间有限的便携式设备而设计。它采用了独特的DirectDrive®架构，能够从单电源产生接地参考输出，无需使用大型直流阻断电容，从而节省了成本、电路板空间和元件高度。该放大器还能抑制输入和电源走线作为天线接收到的射频辐射，防止放大器对耦合噪声进行解调。其中，MAX9724C提供外部可调增益，而MAX9724D则具有内部预设的 -1.5V/V 增益。

关键特性

卓越的射频噪声抑制能力

相比典型放大器，MAX9724C/MAX9724D的射频噪声抑制能力提高了多达 67dB，有效减少了射频干扰对音频信号的影响。这对于在复杂电磁环境下工作的便携式设备尤为重要，大家在实际应用中是否遇到过射频干扰导致音频失真的情况呢？

无需大型直流阻断电容

DirectDrive架构使得放大器输出无需直流分量，从而省去了传统单电源耳机放大器所需的大型直流阻断电容。这不仅节省了成本和空间，还改善了频率响应。

低功耗关机模式

关机模式下电流小于 0.1μA，可显著降低静态功耗，延长便携式设备的电池续航时间。对于对功耗敏感的应用，这无疑是一个重要的优势。

可调或固定增益选择

MAX9724C可通过外部设置增益，而MAX9724D则采用内部预设的 -1.5V/V 增益，满足不同应用的需求。

低失真和高电源抑制比

总谐波失真加噪声（THD+N）低至 0.02%，电源抑制比（PSRR）在 1kHz 时高达 80dB，能够在嘈杂的数字电源下稳定工作，无需额外的线性稳压器。

集成的咔嗒声和噗噗声抑制功能

全面的咔嗒声和噗噗声抑制电路可消除启动和关机时的可听瞬态噪声，提供更纯净的音频体验。

宽电源电压范围和低静态电流

可在 2.5V 至 5.5V 的单电源下工作，静态电流仅为 3.5mA，适用于各种电源系统。

节省空间的封装形式

提供 12 凸点 UCSP（1.5mm x 2mm）和 12 引脚薄 QFN（3mm x 3mm x 0.8mm）两种封装，满足不同的空间要求。

电气特性

MAX9724C/MAX9724D在不同的电源电压和负载条件下都表现出了良好的电气性能。例如，在 5V 电源电压下，每个通道可向 32Ω 负载提供高达 60mW 的功率，THD+N 低至 0.02%。在关机模式下，电流仅为 0.1μA 至 1μA。同时，它还具有较高的输入阻抗和较低的输出失调电压，确保了音频信号的准确放大。

典型应用特性

通过一系列的典型应用特性曲线，我们可以更直观地了解MAX9724C/MAX9724D的性能。例如，总谐波失真加噪声（THD+N）与输出功率和频率的关系曲线，展示了在不同条件下的失真情况。输出功率与电源电压和负载电阻的关系曲线，则帮助我们选择合适的电源和负载，以实现最佳的性能。

详细工作原理

DirectDrive架构

传统的单电源耳机放大器输出通常偏置在一个标称直流电压（通常为电源电压的一半），需要大型耦合电容来阻断直流偏置。而MAX9724C/MAX9724D的DirectDrive架构利用电荷泵产生内部负电源电压，使输出偏置在接地，无需大型直流阻断电容。这种架构不仅节省了空间和成本，还提高了频率响应。

电荷泵

电荷泵用于将正电源（VDD）反相，产生负电源（PVSS）。其 270kHz 的开关频率远高于音频范围，不会干扰音频信号。开关驱动器采用受控开关速度，可最大限度地减少开关瞬态产生的噪声。

射频敏感度

现代音频系统容易受到无线网络和蜂窝电话网络等射频辐射的影响。MAX9724C/MAX9724D通过拒绝射频噪声并防止其耦合到音频频段，有效解决了射频敏感度问题。与未优化的放大器相比，在不同的射频载波频率下，MAX9724C/MAX9724D的输出信号幅度明显降低，表现出了更好的抗干扰能力。

咔嗒声和噗噗声抑制

传统单电源音频放大器中的输出耦合电容是产生咔嗒声和噗噗声的主要原因。由于MAX9724C/MAX9724D无需输出耦合电容，因此避免了这个问题。此外，它还具有广泛的咔嗒声和噗噗声抑制功能，可消除设备内部的任何可听瞬态源。

关机功能

MAX9724C/MAX9724D具有低功耗关机模式，通过将 SHDN 引脚置低可禁用放大器和电荷泵，降低静态电流消耗，延长电池寿命。

应用信息

功率耗散

在正常工作条件下，线性功率放大器会消耗大量功率。MAX9724C/MAX9724D的功率耗散主要来自电荷泵和两个输出放大器。如果应用中的功率耗散超过特定封装的最大允许值，可以通过降低 VDD、增加负载阻抗、降低环境温度或添加散热片等方式来解决。

输出动态范围

动态范围是系统噪声底限与 1% THD+N 时输出电平之间的差值。在设置最大输出增益之前，需要确定系统的动态范围，以避免输出信号超出系统的动态范围而导致削波。

最大输出摆幅

当电源电压小于 4.35V 且输出负载阻抗大于 1kΩ 时，MAX9724C/MAX9724D的输出摆幅可接近电源轨。当电源电压大于 4.35V 时，内部器件结构会限制最大电压摆幅，输出峰值电压不得超过相反电源电压 9V。

欠压锁定（UVLO）

UVLO 功能可防止在电源电压低于 2.5V 时设备工作，确保在欠压条件下的正常运行，并防止电池深度放电。

元件选择

• 输入耦合电容：与输入电阻一起构成高通滤波器，去除输入信号的直流偏置。应选择具有低电压系数的电介质电容，如钽或铝电解电容。
• 电荷泵电容：建议使用具有低 ESR 的陶瓷电容，如 X7R 电介质电容，以获得最佳性能。
• 电源旁路电容：应将其放置在尽可能靠近 MAX9724C/MAX9724D 的位置，以降低电源输出阻抗，减少电荷泵开关瞬态的影响。

放大器增益

MAX9724D的增益内部设置为 -1.5V/V，减少了外部元件数量。MAX9724C的增益可通过外部电阻设置，选择反馈电阻值时应在几十 kΩ 范围内，以避免功耗过大和输出阻抗下降。

线路输出放大器和滤波器模块

MAX9724C可用作音频线路驱动器，能够在单 5V 电源下向 10kΩ 负载提供 2VRMS 的输出。这对于简化电源设计和满足音频系统输出电平要求具有重要意义。

布局和接地

正确的布局和接地对于实现最佳性能至关重要。应将 PGND 和 SGND 在 PCB 上的单点连接，将 PVSS 连接到 SVSS 并通过 1μF 电容旁路。电源旁路电容和电荷泵保持电容应尽可能靠近 MAX9724C/MAX9724D。同时，应将 PGND 和所有携带开关瞬态的走线远离 SGND 和音频信号路径。

总结

MAX9724C/MAX9724D立体声耳机放大器以其独特的DirectDrive架构、卓越的射频噪声抑制能力、低功耗关机模式和集成的咔嗒声和噗噗声抑制功能，为便携式设备的音频设计提供了一个高性能、节省空间的解决方案。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求选择合适的增益设置、元件参数和布局方式，以实现最佳的音频性能。大家在使用这款放大器的过程中，有没有遇到什么有趣的问题或者独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。