MAX9728A/MAX9728B立体声耳机放大器：卓越性能与设计要点

在硬件设计领域，音频放大器的选择对于产品的音频质量起着至关重要的作用。今天，我们来深入了解一下MAXIM公司推出的MAX9728A/MAX9728B立体声耳机放大器，它在节省空间和提升音质方面有着出色的表现。

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产品概述

MAX9728A/MAX9728B是专为显示和笔记本应用或便携式设备设计的立体声耳机放大器，尤其适用于对电路板空间要求苛刻的场景。这两款放大器采用了独特的DirectDrive®架构，能够从单电源产生接地参考输出，无需使用大型直流阻隔电容，从而节省了成本、电路板空间和元件高度。

产品特性

无需大型直流阻隔电容

传统的单电源耳机放大器需要大电容来阻隔直流偏置，而MAX9728A/MAX9728B通过DirectDrive架构，利用电荷泵创建内部负电源电压，使输出以SGND为偏置，消除了直流分量，无需大型直流阻隔电容，节省了空间并改善了频率响应。

低功耗关机模式

关机电流小于0.1μA，能够有效降低静态电流消耗，延长便携式设备的电池续航时间。当驱动SHDN引脚为低电平时，放大器和电荷泵将被禁用。

增益可调节或固定

MAX9728A提供外部可调增益，而MAX9728B则具有内部预设的 -1.5V/V增益，满足不同应用的需求。

低失真和高电源抑制比

总谐波失真加噪声（THD+N）低至0.02%，在1kHz时电源抑制比（PSRR）达到80dB，能够有效抑制电源噪声，确保音频信号的纯净度。

集成咔嗒声和噗噗声抑制功能

该功能能够消除设备启动和关闭时的可听瞬态噪声，提供更纯净的音频体验。

单电源供电

可在4.5V至5.5V的单电源下工作，静态电流仅为3.5mA，并且具备短路和热过载保护功能，工作温度范围为 -40°C至 +85°C。

节省空间的封装

提供12引脚薄型QFN（3mm x 3mm x 0.8mm）和14引脚TSSOP（5mm x 4.4mm x 1.1mm）两种封装形式，适合不同的设计需求。

电气特性

电源电压范围

工作电源电压范围为4.5V至5.5V，能够适应多种电源环境。

静态电流和关机电流

静态电流典型值为3.5mA，关机电流小于0.1μA，在保证性能的同时降低了功耗。

输出功率

在32Ω负载下，每通道可提供高达60mW的输出功率，能够满足大多数耳机的驱动需求。

增益和失真

MAX9728B的增益固定为 -1.5V/V，通道间增益跟踪误差在±0.15%以内，THD+N低至0.02%，确保了音频的高质量输出。

应用信息

功率耗散

线性功率放大器在正常工作时会消耗大量功率。MAX9728A/MAX9728B的功率耗散主要来自电荷泵和两个输出放大器。如果应用中的功率耗散超过特定封装的最大允许值，可以通过降低VDD、增加负载阻抗、降低环境温度或添加散热片等方式来解决。

输出动态范围

动态范围是系统噪声底限与1% THD+N时输出电平之间的差值。在设置最大输出增益之前，需要先确定系统的动态范围，以避免输出信号超出系统动态范围而导致削波。

最大输出摆幅

内部器件结构限制了MAX9728A/MAX9728B的最大电压摆幅，输出峰值电压不得超过相反电源电压9V。例如，当VDD = 5V时，电荷泵设置PVSS = -5V，输出峰值摆幅必须小于±4V，以防止超出绝对最大额定值。

元件选择

输入耦合电容

输入电容（CIN）与输入电阻（RIN）组成高通滤波器，用于去除输入信号的直流偏置。选择CIN时，应使 -3dB点远低于感兴趣的最低频率，以确保设备的低频响应。建议使用具有低电压系数的电容，如钽或铝电解电容。

电荷泵电容选择

使用低等效串联电阻（ESR）的陶瓷电容可获得最佳性能。对于扩展温度范围的应用，建议选择具有X7R电介质的电容。

飞跨电容（C1）

飞跨电容的值会影响电荷泵的负载调节和输出电阻。适当增加C1的值可以改善负载调节并降低电荷泵输出电阻，但超过1μF后，开关的导通电阻和C1、C2的ESR将起主导作用。

保持电容（C2）

保持电容的值和ESR直接影响PVSS的纹波。增加C2的值可以降低输出纹波，降低C2的ESR可以同时降低纹波和输出电阻。在最大输出功率较低的系统中，可以使用较低电容值的电容。

电源旁路电容（C3）

电源旁路电容（C3）可以降低电源的输出阻抗，减少MAX9728A/MAX9728B电荷泵开关瞬变的影响。应将C3与VDD旁路，并将其放置在靠近VDD和PGND引脚的位置。

放大器增益

MAX9728B的放大器增益内部设置为 -1.5V/V，所有增益设置电阻都集成在设备内部，减少了外部元件数量。MAX9728A的放大器增益可通过外部设置，增益公式为AV = -RF / RIN（V/V）。选择反馈电阻值时，应在几十kΩ范围内，避免使用过低的值导致功耗过大或在关机模式下输出阻抗降低。

布局和接地

正确的布局和接地对于实现最佳性能至关重要。应在PCB板上的单点将PGND和SGND连接在一起，将PVSS连接到SVSS并使用1μF电容旁路。将电源旁路电容和电荷泵保持电容尽可能靠近MAX9728放置，将PGND和所有携带开关瞬变的走线远离SGND和音频信号路径。薄型QFN封装具有暴露的焊盘，可提高热效率，但应确保暴露焊盘与PGND、SGND和VDD电气隔离，只有在电路板布局需要时才将其连接到SVSS。

总结

MAX9728A/MAX9728B立体声耳机放大器凭借其独特的DirectDrive架构、低功耗、高音质和节省空间的特点，成为了显示、笔记本和便携式设备等应用中的理想选择。在设计过程中，合理选择元件和进行正确的布局接地，能够充分发挥其性能优势，为用户带来优质的音频体验。你在使用类似的耳机放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。