低成本单声道/立体声1.4W差分音频功率放大器MAX9718/MAX9719的设计与应用

在便携式音频设备的设计中，音频功率放大器是至关重要的组件，它直接影响着音频的质量和设备的功耗。今天，我们就来详细探讨一下Maxim公司的两款低成本单声道/立体声1.4W差分音频功率放大器——MAX9718和MAX9719。

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一、产品概述

MAX9718和MAX9719是专门为带有内置扬声器的便携式音频设备设计的差分输入音频功率放大器。差分输入结构提高了噪声抑制能力，提供了共模抑制功能。桥接负载（BTL）架构在提供高质量功率音频放大的同时，最大限度地减少了外部组件的数量。

其中，MAX9718是单通道放大器，适用于单声道系统；而MAX9719是双通道放大器，可用于立体声系统。这两款器件在单+5V电源供电时，每通道可向4Ω负载提供1.4W连续平均功率，且总谐波失真加噪声（THD + N）小于1%。

二、产品特性

1. 宽电压范围与高电源抑制比

这两款放大器支持2.7V至5.5V的单电源操作，在217Hz时具有高达 - 93dB的电源抑制比（PSRR），能够有效抑制电源噪声，保证音频信号的纯净度。

2. 低功耗与静音模式

具备100nA的低功耗关断模式，通过关断输入可禁用偏置发生器和放大器，将静态电流消耗降低至小于100nA。同时，MAX9718的关断输入极性可设置为高电平有效或低电平有效，使用起来更加灵活。

3. 无咔嗒声和噗噗声

采用了Maxim公司的全面咔嗒声和噗噗声抑制电路，在启动和关断期间能有效减少可听的咔嗒声和噗噗声，提升用户的听觉体验。

4. 多种增益选择

提供内部固定增益（0dB、3dB和6dB）的版本，可减少组件数量；同时也有可调增益选项（MAX9718A/H/MAX9719A），满足不同的设计需求。

5. 引脚兼容性与宽温度范围

MAX9718与LM4895引脚兼容，方便进行升级替换。两款器件的工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，适用于各种不同的工作环境。

三、电气特性

1. 电源相关特性

在5V电源供电时，每个放大器的电源电流典型值为5.0mA至7.5mA；关断状态下，每个放大器的电源电流小于1μA。

2. 输入输出特性

输入阻抗在10kΩ至20kΩ之间，输出失调电压在不同增益设置下有所不同，但最大不超过±20mV。共模输入电压范围较宽，能够适应不同的输入信号。

3. 其他特性

热关断阈值为 + 160°C，热关断迟滞为15°C，可有效保护器件免受过温损坏。最大容性驱动能力为500pF，能够驱动一定负载的电容。

四、典型应用特性

1. 总谐波失真加噪声（THD + N）

通过典型工作特性曲线可以看出，THD + N与频率、输出功率、共模电压等因素密切相关。在不同的负载电阻、增益和电源电压条件下，THD + N的表现有所不同。一般来说，输出功率越大，THD + N也会相应增加；而在低频段，THD + N相对较低。

2. 输出功率与其他参数的关系

输出功率与负载电阻、电源电压等因素有关。在相同的电源电压下，负载电阻越小，输出功率越大；而在相同的负载电阻下，电源电压越高，输出功率也越大。同时，输出功率还受到THD + N的限制，当THD + N达到一定值时，输出功率将不再增加。

五、引脚说明与应用信息

1. 引脚功能

MAX9718和MAX9719的引脚功能各有不同，但主要包括关断输入（SHDN）、输入引脚（IN - 和IN +）、输出引脚（OUT - 和OUT +）、偏置引脚（BIAS）等。其中，SHDN引脚用于控制放大器的关断状态，IN - 和IN +用于输入音频信号，OUT - 和OUT +用于输出放大后的音频信号，BIAS引脚用于提供直流偏置。

2. BTL放大器

MAX9718/MAX9719采用桥接负载（BTL）配置，与单端配置相比，具有诸多优势。在相同条件下，BTL配置可使输出电压翻倍，从而使输出功率提高四倍。同时，由于差分输出在电源中点偏置，负载两端没有净直流电压，因此无需单端放大器所需的直流阻断电容，减少了成本和电路板空间。

3. 功率耗散与散热

在正常工作条件下，MAX9718/MAX9719会消耗一定的功率。可根据绝对最大额定值部分给出的连续功率耗散数据或相关公式计算最大允许功率耗散。如果实际应用中的内部功率耗散超过了给定封装的最大允许值，可以通过增加接地平面的散热能力、增大到器件的走线尺寸、降低电源电压、增加负载阻抗、降低环境温度、减小增益或减小输入信号等方法来降低功率耗散。

4. 增益设置

对于内部固定增益的版本（MAX9718B/E、MAX9718C/F、MAX9718D/G、MAX9719B、MAX9719C和MAX9719D），通过内部电阻实现固定增益，简化了设计；而对于可调增益版本（MAX9718A/H和MAX9719A），则通过外部反馈电阻（RF和RIN）来设置增益，公式为 (A{V}=frac{R{F}}{R_{I N}})。

5. 输入滤波器与偏置电容

输入滤波器可由输入电容（CIN）和输入电阻（RIN）组成高通滤波器，用于去除输入信号中的直流偏置。偏置电容（CBIAS）用于改善PSRR和THD + N，一般建议使用0.1μF的电容将BIAS引脚旁路到地。较大的CBIAS值可提高PSRR，但会减慢开启和关断时间。

六、封装信息

MAX9718提供9凸点UCSP、10引脚TDFN和10引脚μMAX等封装形式；MAX9719提供16引脚TQFN、16引脚TSSOP和16凸点UCSP等封装形式。不同的封装适用于不同的应用场景，在选择时需要考虑电路板空间、散热要求等因素。

七、总结与思考

MAX9718和MAX9719是两款性能优异的音频功率放大器，具有低功耗、高音质、多种增益选择等优点，适用于手机、PDA和其他便携式设备等多种应用场景。在设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择增益、封装形式，同时注意功率耗散和散热问题，以确保放大器能够稳定、可靠地工作。

大家在使用这两款放大器时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。