ROHM BM28723AMUV：17W+17W全数字带DSP的D类扬声器放大器的详细解析

在音频设备设计领域，一款性能出色的扬声器放大器能为产品带来质的飞跃。今天我们要深入探讨的是ROHM公司的BM28723AMUV，这是一款专为电视设计的17W+17W D类立体声扬声器放大器，内置DSP，具备节省空间和低功耗的显著优势。

文件下载：BM28723AMUV-E2.pdf

产品概述

BM28723AMUV采用BCD（双极、CMOS、DMOS）工艺技术，实现了高效率。其采用紧凑的背面散热型功率封装，无需外部散热片即可实现低功耗和低发热。与带外部散热片封装的20W+20W（(R{L}=8 Omega)）最大输出功率相比，该封装的最大输出功率为17W+17W（(R{L}=8 Omega)），满足了音响系统大幅小型化、薄型化结构以及强大高品质播放的需求。

关键规格

• 电源电压范围：10V至24V（(V{CCP1})，(V{CCP2})）。
• 扬声器输出功率：典型值为17W+17W（(V{CCP1})，(V{CCP2}=18V)，(R_{L}=8 Omega)）。
• 总谐波失真加噪声（THD+N）：典型值为0.08%。

应用领域

该放大器适用于多种设备，包括电视（LCD、OLED）、家庭音频、台式PC、娱乐设备以及电子音乐设备等。

产品特性

内置DSP音频信号处理

内置数字声音处理器（DSP），具备12频段/通道双二阶滤波器（BQ）、3频段动态范围压缩器（DRC）、预缩放器、通道混合器、精细主音量、硬限幅器、电平表等功能，可对音频信号进行专业处理。

单输入单输出数字音频接口

采用单输入系统的数字音频接口，无需主时钟，支持I2S/LJ/RJ格式，LRCLK支持32kHz/44.1kHz/48kHz，BCLK支持32fs/48fs/64fs，SDATA支持16bit/20bit/24bit。单输出系统同样支持I2S格式，SDATA支持16bit/20bit/24bit。

无需缓冲电路

由于具备压摆率控制，在(V{CCP1})，(V{CCP2}≤22V)时无需缓冲电路。

输出反馈电路

可防止电源电压变化导致的音质下降，实现低噪声和低失真，无需用于(V_{CC})旁路的大型电解电容器。

宽范围电源输入电压

单声道输出减少了所需的外部部件数量。

高效率低散热

允许系统实现小型化、超薄设计和节能，消除了电源开关期间产生的爆音噪声，采用软静音技术实现高品质静音性能。

多种保护功能

内置高温保护、欠压保护、输出短路保护、扬声器直流电压保护和时钟停止保护等功能，确保设计的高可靠性。

小封装

采用VQFN032V5050封装，尺寸为5.00mm x 5.00mm x 1.00mm，减少了表面贴装面积。

引脚配置与功能

引脚配置

详细的引脚配置如下表所示：	No.	Name	I/O	No.	Name	I/O	No.	Name	I/O	No.	Name	I/O
1	ADDR	I	9	TEST2	I	17	VCCP2	-	25	OUT1P	O
2	BCLK	I	10	DVDD	-	18	GNDP2	-	26	BSP1P	I
3	LRCLK	I	11	TEST3	I	19	BSP2P	I	27	REG_G	O
4	SDATA	I	12	SDATAO	O	20	OUT2P	O	28	NC	-
5	TEST1	I	13	ERRORX	O	21	OUT1N	O	29	RSTX	I
6	PLL	I/O	14	NC	-	22	BSP1N	I	30	MUTEX	I
7	REG15	O	15	BSP2N	I	23	GNDP1	-	31	SCL	I
8	DGND	-	16	OUT2N	O	24	VCCP1	-	32	SDA	I/O

引脚功能

每个引脚都有其特定的功能和电压要求，例如ADDR引脚用于2线总线控制从地址选择，BCLK引脚用于输入数字音频信号的位时钟等。在实际应用中，需要根据引脚的功能和要求进行正确的连接和配置。

电气特性与性能曲线

电气特性

在特定条件下（(Ta = 25^{circ}C)，(V{CCP1})，(V{CCP2}=18V)，(V{DVDD}=3.3V)，(V{RSTX}=3.3V)，(V{MUTEX}=3.3V)，(f = 1kHz)，(fs = 48kHz)，(R{L}=8 Omega)，DSP直通，驱动增益(G{DRV}=26dB)，LC滤波器(L = 10 mu H)，(C{g}=0.47 mu F)，无缓冲电路），该放大器具有一系列电气特性，如电路电流、最大输出功率、总谐波失真、串扰、电源抑制比、输出噪声电压等。

性能曲线

通过一系列典型性能曲线，我们可以直观地了解该放大器在不同条件下的性能表现，例如电路电流与电源电压、输出功率的关系，效率与输出功率的关系等。这些曲线为工程师在设计过程中提供了重要的参考依据。

功能描述

DSP功能

DSP部分由专为电视和迷你/微型组件系统优化的特殊硬件组成，可进行预缩放、通道混合、12频段BQ滤波、精细主音量控制、3频段DRC、精细后缩放、直流切除高通滤波、硬限幅等处理。每个功能都有详细的设置和操作方法，例如可以通过寄存器设置来调整增益、滤波器系数等。

引脚功能

RSTX和MUTEX引脚具有特定的功能，不同的电平组合会影响DSP块和扬声器输出的状态。例如，当RSTX为低电平时，内部寄存器会初始化；当MUTEX为低电平时，扬声器输出会静音。

保护功能

该放大器具备多种保护功能，包括输出短路保护、直流电压保护、高温保护、欠压保护和时钟停止保护。当检测到异常情况时，相应的保护功能会被触发，扬声器输出会进入高阻低状态，并通过ERRORX引脚发出低电平信号。不同的保护功能有不同的检测和释放条件，例如输出短路保护检测到电流超过一定值时会触发，释放时需要将MUTEX引脚置低一段时间后再置高。

应用电路与组件选择

应用电路示例

文档提供了三种应用电路示例，分别为立体声BTL输出（(R{L}=8 Omega)，(V{CCP1})，(V{CCP2}≤22V)）、立体声BTL输出（(R{L}=8 Omega)，(22V{CCP1})，(V{CCP2}≤24V)）和单声道BTL输出（(R{L}=4 Omega)，(V{CCP1})，(V_{CCP2}≤14V)）。每个示例都列出了所需的组件及其参数，并给出了相应的注意事项，如考虑扬声器阻抗特性、防止过流和过冲等。

组件选择

输出LC滤波电路

为了消除输出PWM信号中超出音频区域的射频分量，需要使用输出LC滤波电路。根据不同的负载阻抗和电源电压，推荐了相应的LC滤波器常数。在选择线圈和电容器时，需要考虑其直流电阻、额定电流、阻抗特性等因素。

缓冲电路常数

当PWM输出的过冲超过绝对最大额定值、电源电压超过22V、过冲对EMI产生负面影响或振铃影响音频特性时，需要使用缓冲电路。文档详细介绍了缓冲电路常数的计算方法，包括测量PWM输出波形的振铃共振频率、计算寄生电感和特性阻抗等。

其他组件

对于电源耦合电容、REG_G电容、REG15电容和BSP电容等，文档给出了推荐的参数范围和注意事项，如考虑温度特性和直流偏置特性等。

操作注意事项

在使用BM28723AMUV时，需要注意以下操作事项：

• 电源反接：避免电源极性反接，可通过在电源和LSI电源引脚之间安装外部二极管来防止。
• 电源线路：设计PCB布局时，要提供低阻抗的电源线路，分离数字和模拟块的接地和电源线路，防止数字块的噪声影响模拟块。
• 接地电压：确保任何引脚的电压在任何时候都不低于接地引脚的电压，对于驱动电感负载的引脚，要仔细考虑可能出现的反向电动势问题。
• 接地布线模式：分别布线小信号和大电流接地迹线，并在应用板的参考点连接到单一接地，以避免小信号接地的波动。
• 推荐操作条件：在推荐的操作条件范围内使用，以获得预期的特性。
• 浪涌电流：首次给LSI供电时，要特别考虑电源耦合电容、电源布线、接地布线宽度和连接路由，以防止内部逻辑不稳定和浪涌电流。
• 应用板测试：在应用板上测试LSI时，避免直接将电容连接到低阻抗输出引脚，每次测试后要完全放电电容，在检查过程中要完全关闭LSI电源。
• 引脚短路和安装错误：确保LSI在PCB上的安装方向和位置正确，避免引脚短路。
• 未使用的输入引脚：除非另有说明，未使用的输入引脚应连接到电源或接地线。
• 陶瓷电容：使用陶瓷电容时，要考虑电容随温度的变化和直流偏置导致的标称电容下降。
• 热关断电路和过流保护电路：虽然LSI内置了热关断电路和过流保护电路，但不能将其用于设计或其他目的，只能用于保护LSI免受热损坏和过流损坏。

订购信息与物理尺寸

订购信息

产品型号为BM28723AMUV - E2，其中MUV表示VQFN032V5050封装，E2表示压纹带和卷轴包装，且胶带为干燥包装。

物理尺寸

VQFN032V5050封装的尺寸为5.00mm x 5.00mm x 1.00mm，详细的物理尺寸和包装信息可参考文档中的相关图表。

总结

ROHM的BM28723AMUV是一款功能强大、性能出色的D类扬声器放大器，适用于多种音频设备。其内置的DSP功能、多种保护功能和小封装设计使其在节省空间、提高音质和增强可靠性方面具有显著优势。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求和条件，合理选择组件和配置参数，同时注意操作事项，以确保产品的性能和稳定性。希望本文能为电子工程师在使用BM28723AMUV进行设计时提供有价值的参考。你在实际应用中是否遇到过类似放大器的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。