MAX9879：高效立体声D类音频子系统的卓越之选

在当今的音频设备领域，对于高性能、小尺寸且低功耗音频解决方案的需求与日俱增。Maxim Integrated推出的MAX9879立体声D类音频子系统，凭借其独特的设计和出色的性能，成为了众多便携式设备的理想选择。下面，我们就来详细了解一下这款产品。

文件下载：MAX9879.pdf

产品概述

MAX9879将高效立体声D类音频功率放大器与立体声无电容DirectDrive®耳机放大器完美结合。其无滤波器D类放大器采用有源发射限制技术，在实现D类效率的同时，还能达到AB类的性能表现。

功率与效率表现

在电源电压为3.7V、负载为8Ω的条件下，D类功率放大器能够输出高达715mW的功率，效率达到88%，这对于延长电池续航时间非常有帮助。而耳机放大器在同样3.7V电源、16Ω负载时，可输出高达58mW的功率。

独特架构优势

DirectDrive架构通过单电源产生接地参考输出，无需使用大型直流阻隔电容，不仅节省了成本和空间，还降低了组件高度。

丰富功能特性

该设备采用用户自定义输入架构、三种前置放大器增益设置、输入混音器、音量控制、全面的咔嗒声和爆音抑制以及I²C控制。此外，旁路模式功能可禁用集成D类放大器，并利用内部双刀双掷（DPST）开关，允许外部放大器驱动连接在MAX9879输出端的扬声器。

技术亮点剖析

低EMI设计

传统D类放大器由于上升和下降沿过渡的高dV/dt，会导致电磁干扰（EMI）增加，通常需要外部LC滤波器或屏蔽来满足EMI法规标准。而MAX9879的无滤波器调制方案结合有源发射限制电路和扩频调制，大大降低了EMI，同时还无需传统D类设备所需的输出滤波，在提高效率的同时，减少了外部元件的使用。

电流限制保护

扬声器放大器的输出电流超过电流限制（典型值为1.5A）时，MAX9879会自动禁用输出约250µs，之后再重新启用。如果故障条件仍然存在，设备会继续进行禁用和重新启用操作，直到故障排除。耳机放大器的电流则限制在140mA（典型值），当超过最大电流时，输出电流会被钳位，表现为削波现象。

旁路模式优势

集成的DPST模拟音频开关可使MAX9879的D类放大器被旁路。在旁路模式下，D类放大器自动禁用，外部放大器可通过RXIN+和RXIN-驱动连接在OUTL+和OUTL-之间的扬声器。与分立解决方案不同，该开关设计减少了D类开关噪声对RXIN_输入的耦合，无需使用昂贵的T开关。

低噪声电荷泵

MAX9879的耳机放大器采用低噪声电荷泵，其开关频率是D类开关频率的1/2，且由于D类放大器工作在扩频模式，电荷泵也采用扩频模式进行开关操作。标称开关频率远高于音频范围，不会干扰音频信号。开关驱动器具有受控的开关速度，可最大限度地减少开关瞬变产生的噪声。

电气特性详解

电源与静态电流

模拟电源电压范围为2.7V至5.5V，数字电源电压范围为1.7V至3.6V。在不同工作模式下，静态电流有所不同，例如在耳机模式下，典型静态电流为5.6mA，而在立体声扬声器 + 耳机模式下，典型静态电流为13.2mA。

放大器性能

扬声器放大器在THD+N ≤ 1%、负载为8Ω、电源电压为3.7V时，输出功率可达715mW，总谐波失真 + 噪声（THD+N）在1kHz、输出功率为350mW时低至0.04%。耳机放大器在负载为16Ω时，输出功率可达58mW，THD+N在负载为32Ω、输出功率为10mW、1kHz时低至0.018%。

音量控制与静音

MAX9879具有三个音量控制寄存器，可独立控制扬声器和耳机放大器的输出音量。每个音量控制寄存器提供31个衰减步骤，总衰减范围为0dB至 -75dB（典型值），并具备静音功能。

I²C接口

该设备采用I²C/SMBus™兼容的2线串行接口，时钟速率最高可达400kHz，方便与主控设备进行通信。

应用指南

组件选择

在组件选择方面，对于输入电容，应选择具有低电压系数电介质的电容，如钽或铝电解电容，以避免低频失真。电荷泵电容应选择ESR小于100mΩ的电容，以实现最佳性能。

布局与接地

正确的布局和接地对于实现最佳性能至关重要。应使用宽走线来连接电源输入和放大器输出，以减少寄生电阻带来的损耗。PGND和GND应在印刷电路板（PCB）上的单点连接，所有携带开关瞬变的走线应远离GND和音频信号路径中的走线和组件。

RF抗扰度

由于GSM无线电采用时分多址（TDMA）以217Hz间隔进行传输，会产生在217Hz处具有强幅度调制的RF信号，容易被音频放大器解调。不过，MAX9879对这种干扰的敏感度较低，产生的噪声远低于典型耳机的听觉阈值。在RF应用中，合理的布局和组件选择可以进一步降低其对RF噪声的敏感度。

总结

MAX9879以其高效的功率输出、低EMI设计、丰富的功能特性和出色的电气性能，为便携式音频设备提供了一个优秀的解决方案。无论是手机、便携式多媒体播放器还是其他音频设备，MAX9879都能满足其对音质和功耗的需求。作为电子工程师，在设计音频系统时，不妨考虑一下这款高性能的音频子系统，相信它会给你的设计带来意想不到的效果。你在实际应用中是否遇到过类似音频子系统的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。