MAX9710/MAX9711：高性能3W单声道/立体声BTL音频功率放大器解析

在音频功率放大器领域，一款性能卓越的产品往往能为各类音频设备带来出色的音质表现。今天要给大家介绍的是Analog Devices的MAX9710/MAX9711 3W单声道/立体声BTL音频功率放大器，它具备众多优秀特性，适用于多种音频应用场景。

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一、产品概述

MAX9710为立体声扬声器放大器，MAX9711则是单声道扬声器放大器。它们均符合PC99/01标准，能在4.5V至5.5V的单电源下稳定工作。其行业领先的100dB电源抑制比（PSRR），使得它们即便在嘈杂电源环境中，也无需额外昂贵的电源调节措施。超低的0.005%总谐波失真加噪声（THD+N）确保了音频信号的干净、低失真放大，同时点击和爆裂声抑制功能消除了电源和关机周期中的可听瞬变。此外，还具备低功耗关机模式、静音模式等节能特性。

二、产品特性亮点

（一）强大的功率输出能力

• 能在3Ω负载下实现3W（1% THD+N）、4W（10% THD+N）的功率输出，可满足不同音频系统对功率的需求。

  （二）超高的PSRR

• 高达100dB的PSRR，有效降低电源噪声对音频信号的干扰，保证了音质的纯净度。

  （三）低失真与低噪声

• 0.005%的THD+N，极大程度减少了音频信号的失真，带来高保真的音频体验。

  （四）节能设计

• 低静态电流（7mA）和低功耗关机模式（0.5μA），降低了系统的整体功耗，延长了设备的续航时间。

  （五）静音功能

• 方便用户快速开启或关闭输出，灵活控制音频播放。

三、应用领域广泛

该系列放大器适用于多种音频相关设备，如笔记本电脑、双向无线电、平板电视、通用音频设备、平板PC显示器以及有源扬声器等。在这些设备中，它能充分发挥其性能优势，提升音频质量。

四、引脚配置与功能

MAX9710采用20引脚薄型QFN封装（5mm x 5mm x 0.8mm），MAX9711采用12引脚薄型QFN封装（4mm x 4mm x 0.8mm）。不同引脚具有不同的功能，例如：

• INL/INR/IN：音频输入引脚，用于输入左右声道或单声道音频信号。
• BIAS：直流偏置旁路引脚，为音频输出设置直流偏置电平，并提供点击和爆裂声抑制功能。
• MUTE：高电平有效静音输入引脚，可控制放大器的静音状态。
• SHDN：低电平有效关机引脚，拉低该引脚可进入低功耗关机模式。

五、电气特性详解

（一）电源电压范围

• 电源电压范围为4.5V至5.5V，在该范围内能稳定工作。

  （二）静态电流与关机电流

• 静态电流在不同型号和条件下有所不同，MAX9710典型值为12mA，MAX9711为7mA；关机电流低至0.5μA，有效降低了待机功耗。

  （三）输出功率与失真

• 在不同负载电阻下，输出功率表现出色，如在8Ω负载下，1kHz输入频率、THD+N < 1%时，输出功率可达1.1W至1.4W。同时，THD+N极低，保证了音频的高质量输出。

  （四）电源抑制比

• 在不同频率下，PSRR表现优异，如在1kHz时可达87dB，20kHz时为74dB，有效抑制了电源纹波对音频信号的影响。

六、典型工作特性

文档中给出了丰富的典型工作特性曲线，包括总谐波失真加噪声与频率、输出功率的关系，输出功率与温度、负载电阻的关系，以及电源抑制比与频率的关系等。通过这些曲线，我们可以更直观地了解该放大器在不同工作条件下的性能表现。例如，从THD+N与输出功率的曲线可以看出，在一定输出功率范围内，THD+N保持在很低的水平，这对于追求高音质的音频系统来说非常重要。

七、详细工作原理与设计要点

（一）偏置电路（BIAS）

• 该放大器采用单5V电源供电，内部产生一个与电源无关的2.5V共模偏置电压。BIAS引脚为音频输出设置直流偏置电平，并提供点击和爆裂声抑制功能。选择合适的旁路电容对于优化性能至关重要，一般建议使用1μF电容旁路到地。需要注意的是，不要在BIAS引脚上施加外部负载，否则会影响整体性能。

  （二）关机模式（Shutdown）

• 通过拉低SHDN引脚可进入0.5μA的低功耗关机模式，此时放大器的偏置电路被禁用，输出被拉低，BIAS引脚被驱动到地。正常工作时，将SHDN引脚连接到VDD。

  （三）静音模式（MUTE）

• 高电平驱动MUTE引脚可使放大器进入静音模式，此时输入与放大器断开连接，但不关闭设备。该模式具备无点击和爆裂声的特性，确保在静音操作时不会产生杂音。

  （四）点击和爆裂声抑制

• 采用了全面的点击和爆裂声抑制方案。在启动时，放大器的共模偏置电压以S形波形缓慢上升到直流偏置点；进入关机时，放大器输出同时被主动拉低，从而最小化音频频段内的能量。为了实现最佳抑制效果，需满足 (R{IN} × C{IN}{BIAS} × C{BIAS}) ，其中 (R_{BIAS }=50 k Omega) 。

八、组件选择建议

（一）增益设置电阻

• 放大器的增益由RF和RIN设置，有效增益公式为 (A{VD}=2 × frac{R{F}}{R_{IN}}) 。合理选择这两个电阻的值，可以精确控制放大器的增益。

  （二）输入滤波器

• 输入电容 (C{IN}) 与 (R{IN}) 构成高通滤波器，用于去除输入信号中的直流偏置。-3dB点的计算公式为 (f{-3dB}=frac{1}{2 pi R{IN} C{IN}}) 。为了保证最佳的点击和爆裂声抑制效果，同样需满足 (R{IN} × C{IN}{BIAS} × C_{BIAS}) 。同时，应选择低电压系数介质的电容，如钽电容或铝电解电容，以避免低频失真增加。

  （三）BIAS电容

• 建议使用1μF电容将BIAS引脚旁路到地，该电容可改善PSRR和THD+N，同时为扬声器放大器生成无点击和爆裂声的启动直流偏置波形。较小的电容值会使启动和关机时间更快，但可能会增加点击和爆裂声的水平。

  （四）电源旁路

• 在 (VDD) 到PGND之间放置一个0.1μF陶瓷电容进行电源旁路，根据应用需求可添加额外的大容量电容。旁路电容应尽量靠近设备，以确保低噪声、低失真的性能。

九、压电扬声器驱动应用

MAX9711可以配置为驱动低轮廓压电扬声器。压电扬声器通常需要较大的电压摆幅来产生可听声压级，MAX9711在单5V电源下可提供高达10Vp-p的输出。不过，由于压电扬声器的电容特性，可能会导致MAX9711不稳定。可以采用一个简单的电感/电阻网络与扬声器串联，将扬声器电容与驱动器隔离，确保在高频时设备输出看到约10Ω的电阻负载，从而保持稳定性。

十、布局与接地要点

良好的PCB布局对于优化放大器性能至关重要。使用大尺寸的走线用于电源输入和放大器输出，以减少寄生走线电阻带来的损耗，并将热量从设备中散发出去。合理的接地设计可以改善音频性能，减少通道间的串扰，并防止数字开关噪声耦合到音频信号中。MAX9710/MAX9711的薄型QFN封装底部有一个暴露的散热垫，可通过多个过孔将其连接到接地平面，以降低封装的热阻。

十一、总结

MAX9710/MAX9711音频功率放大器凭借其高性能、低功耗、丰富的功能以及广泛的应用领域，成为音频系统设计中的理想选择。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择组件、优化布局和接地，以充分发挥其性能优势，为用户带来优质的音频体验。大家在使用过程中遇到任何问题，或者有不同的见解，欢迎在评论区留言交流。