TAS5717/TAS5719：高效数字音频功率放大器的卓越之选

在音频设备的设计领域，数字音频功率放大器的性能往往决定了整个系统的音频质量。今天，我们就来深入探讨一下德州仪器（TI）推出的TAS5717和TAS5719这两款10-W/15-W数字音频功率放大器，看看它们在音频处理方面有哪些独特的优势和特点。

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产品概述

TAS5717和TAS5719是专为驱动立体声桥接扬声器而设计的高效数字音频功率放大器。TAS5717支持2×10 W输出，而TAS5719则支持2×15 W输出，它们都具有宽PVDD范围（4.5 V至26 V），能够适应不同的电源环境。同时，高效的D类操作使得它们无需散热片，大大简化了设计。

产品特性

音频输入输出

• 输出功率：TAS5717支持2×10 W，TAS5719支持2×15 W，满足不同的功率需求。
• 电源范围：宽PVDD范围（4.5 V至26 V），适应多种电源环境。
• 电源需求：仅需3.3 V和PVDD，降低了电源设计的复杂度。
• 音频输入：一个串行音频输入（两个音频通道），支持8-kHz至48-kHz采样率（LJ/RJ/I2S）。
• 耳机放大器：集成无电容耳机放大器，具有立体声耳机输出（立体声2-V RMS线路驱动器）。

音频/PWM处理

• 音量控制：独立通道音量控制，范围从24-dB到静音，支持0.125-dB精细音量调节。
• 动态范围控制：可编程的两频段动态范围控制，可作为功率限制器，保护扬声器。
• 扬声器EQ：14个可编程双二阶滤波器用于扬声器EQ，可改善音频性能。
• 滤波器系数：可编程的DRC滤波器和直流阻塞滤波器系数。

通用特性

• 控制接口：串行控制接口无需MCLK，内部振荡器可自动检测速率。
• 封装形式：表面贴装，48引脚，7-mm × 7-mm HTQFP封装，便于PCB布局。
• 保护功能：支持AD、BD和三元PWM模式，具有热保护和短路保护功能。

技术细节

电源供应

TAS5717/9仅需一个3.3-V电源和一个典型的13-V功率级电源，内部电压调节器为栅极驱动电路提供合适的电压。每个半桥都有独立的自举引脚（BST_X）和功率级电源引脚（PVDD_X），为了保证良好的电气和声学特性，建议在每个PVDD_X引脚附近放置一个100-nF陶瓷电容进行去耦。

I2C芯片选择/耳机关机

A_SEL/HP_SD是一个输入引脚，在电源启动时可拉高或拉低。拉高表示I2C子地址为0x56，拉低表示子地址为0x54。

设备保护系统

• 过流保护：所有高侧和低侧功率级FET都有独立的快速响应电流检测器，当出现过流情况时，设备会触发锁存关机，将功率级设置为高阻抗状态。
• 过温保护：当设备结温超过150°C（标称值）时，设备会进入热关机状态，所有半桥输出设置为高阻抗状态，并将FAULT信号拉低。
• 欠压保护：UVP和POR电路可保护设备在任何电源启动/关闭和欠压情况下正常工作。

时钟、自动检测和PLL

TAS5717/9是从设备，接受MCLK、SCLK和LRCLK。数字音频处理器（DAP）支持时钟控制寄存器中定义的所有采样率和MCLK速率。设备可以自动检测并设置内部时钟控制逻辑，以适应不同的时钟速率。

串行数据接口

串行数据通过SDIN输入，PWM输出由SDIN推导得出。TAS5717/9 DAP接受16位、20位或24位左对齐、右对齐或I2S串行数据格式。

PWM部分

TAS5717/9 DAP使用噪声整形和复杂的非线性校正算法，实现高功率效率和高性能数字音频再现。PWM部分接受来自DAP的24位PCM数据，并输出两个BTL PWM音频输出通道。

I2C串行控制接口

TAS5717/9 DAP具有双向I2C接口，支持100-kHz和400-kHz数据传输速率，可用于编程设备寄存器和读取设备状态。

寄存器配置

文档中详细介绍了各种寄存器的功能和配置，包括时钟控制寄存器、设备ID寄存器、错误状态寄存器等。这些寄存器的配置对于设备的正常运行和性能优化至关重要。例如，时钟控制寄存器可以自动检测时钟状态，反映采样率和MCLK频率；错误状态寄存器可以检测时钟错误、帧滑动等问题。

应用信息

耳机放大器使用

TAS5717具有立体声输出，可作为线路驱动器或耳机驱动器。在不同的应用场景中，需要进行相应的硬件和软件设置。例如，在使用模拟输入时，可通过HP_SD引脚控制耳机放大器的开关；在使用I2S输入时，需要将HP_PWML和HP_PWMR信号输入到低通滤波器，并进行相应的软件配置。

线路驱动器放大器

传统的单电源耳机和线路驱动器放大器通常需要直流阻塞电容和静音电路，这会增加PCB面积和成本，并降低音频输出信号的保真度。而TAS5717/9采用DirectPath™放大器架构，无需输出直流阻塞电容，减少了元件数量，提高了音频质量。

组件选择

• 电荷泵：电荷泵飞跨电容用于在产生负电源电压时传输电荷，建议选择低ESR电容，典型值为1µF。
• 去耦电容：为了确保低噪声和低总谐波失真（THD），建议在TAS5717/9的PVDD引脚附近放置一个1µF的陶瓷电容进行去耦。
• 增益设置电阻：增益设置电阻(R{in})和(R{fb})的选择应考虑噪声、稳定性和输入电容大小等因素，文档中给出了不同增益设置下的推荐电阻值。
• 输入阻塞电容：直流输入阻塞电容应串联在音频信号输入引脚，以阻塞音频源的直流部分，提高设备性能。

总结

TAS5717和TAS5719是两款性能卓越的数字音频功率放大器，具有宽电源范围、高效D类操作、丰富的音频处理功能和完善的保护系统。它们适用于各种音频设备，如扬声器、耳机放大器等。在设计过程中，需要根据具体的应用需求进行合理的电源设计、组件选择和寄存器配置，以充分发挥这两款产品的优势。你在使用这两款产品的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。