DRV134和DRV135音频平衡线路驱动器：设计与应用指南

在音频系统设计中，优质的音频驱动器是确保音频信号高质量传输和处理的关键。德州仪器（TI）的DRV134和DRV135音频平衡线路驱动器凭借其出色的性能，在音频领域得到了广泛应用。下面我们就来详细了解一下这两款驱动器。

文件下载：drv135.pdf

一、产品概述

DRV134和DRV135是差分输出放大器，能够将单端输入转换为平衡输出对。它们由高性能运算放大器和片上精密电阻组成，专为高性能音频应用而设计，具有低失真、高摆率等优秀的交流特性。

1. 主要特性

• 平衡输出与低失真：在1kHz时，失真低至0.0005%，能有效保证音频信号的纯净度。
• 宽输出摆幅：可提供17Vrms的输出摆幅，驱动600Ω负载，满足多种音频应用的需求。
• 高容性负载驱动能力：能轻松驱动长音频电缆带来的大容性负载。
• 高摆率：摆率达到15V/µs，确保信号的快速响应。
• 宽电源范围：支持±4.5V至±18V的电源电压，增加了设计的灵活性。
• 低静态电流：静态电流为±5.2mA，降低了功耗。
• 多种封装形式：提供8引脚DIP、SO - 8和SOL - 16封装，方便不同的应用场景。
• 配套使用：可与音频差分线路接收器INA134和INA137配合使用，提供完整的音频信号传输解决方案。
• 替代升级：是SSM2142的改进替代品。

2. 应用领域

DRV134和DRV135适用于多种音频相关的应用场景，包括音频差分线路驱动、音频混音台、分配放大器、图形和参数均衡器、动态范围处理器、数字效果处理器、电信系统、高保真设备以及工业仪表等。

二、技术规格详解

1. 绝对最大额定值

在使用DRV134和DRV135时，需要注意其绝对最大额定值，超过这些值可能会对器件造成永久性损坏。例如，电源电压（V + 至V - ）最大为40V，工作温度范围为 - 55°C至125°C，结温最大为150°C。

2. 推荐工作条件

为了保证器件的最佳性能，推荐在特定的工作条件下使用。如规格温度范围为 - 40°C至85°C，工作温度范围为 - 55°C至125°C，正电源电压为4.5V至18V，负电源电压为 - 4.5V至 - 18V。

3. 电气特性

• 音频性能：总谐波失真加噪声（THD + N）在20Hz至20kHz范围内，当输出电压为10Vrms时，最小值为0.001%；在1kHz、输出电压为10Vrms时，典型值为0.0005%。噪声底为 - 98dBu，动态余量为27dBu。
• 输入特性：输入阻抗为10kΩ，输入电流在VIN = ±7.07V时，范围为 - 1000µA至1000µA。
• 增益特性：初始增益误差在不同输入条件下有所不同，如单端输入VIN = ±10V时，误差为 - 2%至2%，典型值为±0.1%；增益随温度的变化率为±10ppm/°C。
• 输出特性：共模抑制比（OCMR）在1kHz时典型值为68dB，信号平衡比（SBR）在1kHz时典型值为54dB。输出失调电压包括共模失调电压和差模失调电压，且失调电压随温度和电源的变化也有相应的规格。输出电压摆幅在无负载时，正输出接近V + ，负输出接近V - ，输出阻抗为50Ω，负载电容稳定工作时每个输出可承受1µF，短路电流为±85mA。
• 频率响应：小信号带宽为1.5MHz，摆率为15V/µs，过载恢复到0.01%的建立时间为2.5µs。
• 电源特性：额定电压为±18V，电源电压范围为±4.5V至±18V，静态电流为±5.2mA。

三、功能与工作模式

1. 功能框图

DRV134和DRV135的功能框图展示了其内部结构，包括输入级、放大器和输出级等部分。输入信号经过处理后，通过输出级转换为平衡输出信号。

2. 特性描述

• 音频性能：通过激光微调匹配电阻，实现了出色的输出共模抑制和信号平衡比，在高质量音频应用中表现卓越。高摆率和快速建立时间确保了良好的动态响应。
• 输出共模抑制（OCMR）：定义为输出共模电压变化引起的差分输出电压变化。通过特定的测试电路可以测量OCMR，理想情况下，差分模式信号应为零，但实际会存在一定的误差，该误差由OCMR量化。
• 信号平衡比（SBR）：用于衡量负载条件下输出信号的对称性。通过对输出级阻抗的激光微调，可最小化SBR误差，但在实际应用中，SBR还取决于负载网络的平衡。

3. 设备功能模式

• 差分输出模式：DRV134（以及SO - 8封装的DRV135）可将单端接地参考输入转换为浮动差分输出，增益为 + 6dB。通常， + VO连接到 + Sense， - VO连接到 - Sense，从这些节点获取输出信号。
• 单端模式：DRV134可在单端模式下工作，且不降低输出驱动能力。将输出对中未使用的一侧接地（包括VO和Sense引脚），增益仍为 + 6dB。接地负输出可得到非反相输出信号，接地正输出可得到反相输出信号。不过，为了更好地抑制线路噪声和嗡嗡声，推荐使用差分模式。

四、应用与实现

1. 应用信息

在使用DRV134和DRV135时，对于噪声较大或高阻抗的电源，建议在器件引脚附近放置去耦电容。为了获得最佳系统性能，推荐使用高输入阻抗的差分放大器作为接收器。与INA134（G = 0dB）或INA137（G = ±6dB）差分线路接收器配合使用，DRV134可构成完整的音频信号驱动和接收解决方案，取代专业音频系统中常用的输入和输出耦合变压器。

2. 典型应用

• 电缆驱动应用：DRV134能够在长电缆上驱动大信号到600Ω负载。推荐使用低阻抗屏蔽音频电缆，如标准的Belden 8451或9452。对于存在较大直流电缆偏移误差的应用，建议在每个检测引脚处使用10µF的电解无极性隔直电容。
• 设计示例：以差分传输单端信号为例，目标是通过500英尺电缆传输最大22.2dBu的单端信号，接收端无负载，且在10kHz时总谐波失真加噪声（THD + N）不超过0.002%，20Hz至1kHz频率范围内THD + N小于0.0005%。系统需输出与输入信号0dB的单端信号，并能适应峰值与有效值比最大为1.5的输入信号。选择DRV134将单端输入信号转换为差分信号，电源选择为V + = 18V，V - = - 18V以防止信号削波和失真。在电缆另一端使用INA137将差分信号转换为单端信号，实现与输入信号0dB的输出。

五、电源与布局建议

1. 电源建议

DRV134和DRV135设计用于±4.5V至±18V的输入电源范围，且电源应良好稳压。如果电源距离器件较远，除了陶瓷旁路电容外，可能还需要额外的大容量电容。

2. 布局指南

为了实现最佳的共模抑制和噪声抑制，需要遵循以下布局建议：

• DRV134输入应由低阻抗源（如运算放大器或缓冲器）驱动。
• 源的公共端应尽可能靠近DRV134的接地端连接，以减少接地偏移误差对系统性能的影响。
• 保持输出的对称性，推荐使用屏蔽双绞线电缆，并遵循行业标准进行电缆的正确接地。

3. 热性能

DRV134和DRV135具有强大的输出驱动能力和良好的温度性能。在大多数应用中，DIP、SOL - 16和SO - 8封装的性能差异不大。但在极端温度和负载条件下，如负载大于600Ω或电缆很长时，推荐使用SOL - 16（DRV134UA）或DIP（DRV134PA）封装，因为SO - 8（DRV135UA）封装的性能可能会受到影响。

六、总结

DRV134和DRV135音频平衡线路驱动器凭借其出色的音频性能、宽电源范围、多种封装形式和灵活的工作模式，为音频系统设计提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求，合理选择器件的工作模式、电源和布局，以确保系统的性能和稳定性。同时，要注意器件的绝对最大额定值和推荐工作条件，避免因超出规格而损坏器件。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。