探索PAM8303D：超低EMI 3W无滤波单声道D类音频功率放大器

在音频功率放大器的领域中，Diodes Incorporated推出的PAM8303D以其独特的特性和出色的性能脱颖而出。作为一名电子工程师，今天就带大家深入了解这款超低EMI、3W无滤波单声道D类音频功率放大器。

文件下载：PAM8303DBSC.pdf

一、产品概述

PAM8303D是一款具备高电源抑制比（PSRR）和差分输入的3W单声道无滤波D类放大器。其差分输入能够有效消除噪声和射频整流问题，为音频输出提供纯净的信号。同时，高达90%的效率以及对PCB面积要求小的特点，使其成为手机等移动设备的理想选择。无滤波架构更是省去了外部输出滤波器，减少了外部组件数量，降低了PCB面积和系统成本，大大简化了应用设计。此外，该放大器还具备短路保护和热关断功能，确保了设备的稳定性和可靠性。

虽然刚刚搜索D类音频功率放大器的优势时遇到了网络问题未能获取结果，但我们可以从PAM8303D的特性中感受到D类音频功率放大器的一些优势，比如高效率和无滤波架构带来的成本和空间优势。

二、产品特性

（一）低EMI表现

PAM8303D具有超低电磁干扰（EMI）特性，在300MHz时比FCC Class - B标准还要好20dB，这使得它在对EMI要求严格的应用场景中表现出色，能够有效减少对其他设备的干扰。

（二）高效节能

在搭配8Ω扬声器且输出功率为1W时，效率高达90%，大大降低了功耗。同时，关机电流小于1µA，进一步节省了能源。在5V电源、4Ω负载且总谐波失真加噪声（THD + N）为10%的情况下，能够输出3W的功率。

（三）宽电压范围

电源电压范围为2.8V至5.5V，这使得它可以适应多种不同的电源环境，增加了其应用的灵活性。

（四）保护功能完善

具备短路保护和热关断功能，能够在电路出现短路或者芯片温度过高时自动保护设备，避免损坏。

（五）封装多样

提供MSOP - 8和DFN3x3 8引脚封装，满足不同的空间需求和设计要求。

三、引脚分配与功能

引脚名称	引脚编号	功能
OUT +	1	正BTL输出
PVDD	2	电源
VDD	3	模拟电源
IN -	4	负差分输入
IN +	5	正差分输入
SD	6	关机端子（低电平有效）
GND	7	接地
OUT -	8	负BTL输出

这些引脚的合理配置为放大器的正常工作提供了保障，电子工程师在设计电路时需要根据这些引脚的功能进行合理布局。

四、电气特性

（一）输出功率

在不同的电源电压和负载电阻条件下，PAM8303D的输出功率有所不同。例如，在5V电源、4Ω负载且THD + N为10%时，输出功率可达3W；在5V电源、8Ω负载且THD + N为1%时，输出功率为1.3 - 1.5W。

（二）THD + N

总谐波失真加噪声（THD + N）是衡量音频放大器音质的重要指标。PAM8303D在不同的电源电压、输出功率和负载电阻条件下，THD + N表现良好，如在5V电源、PO = 1W、R = 8Ω且f = 1kHz时，THD + N为0.28 - 0.35%。

（三）PSRR

电源纹波抑制比（PSRR）反映了放大器对电源纹波的抑制能力。PAM8303D在不同频率下的PSRR表现出色，如在f = 217Hz时，PSRR为 - 63至 - 55dB。

（四）其他特性

还包括动态范围、输出噪声、共模抑制比、峰值效率、静态漏源导通电阻等特性，这些特性共同决定了放大器的性能。

五、典型应用

PAM8303D的应用范围广泛，适用于手机、智能手机、MP4/MP3、GPS、数码相框、电子词典、便携式游戏机等设备。在这些设备中，它能够为用户提供高质量的音频输出。

虽然很可惜在搜索PAM8303D在手机音频系统中的应用案例时没能获取到结果，但我们可以推测，凭借其低EMI、高效、小面积等特性，它在手机音频系统中应该能够很好地发挥作用，为手机提供出色的音频体验。

六、应用注意事项

（一）测试设置

在进行性能测试时，使用AP AUX - 0025低通滤波器对于D类放大器测量是必要的。同时，在进行效率测量时，使用两个22μH电感与负载电阻串联来模拟小扬声器。

（二）输入电阻设置

输入电阻（RI）用于设置放大器的增益，公式为(Gain =frac{2 × 150 k Omega}{R{1}}left(frac{V}{V}right))。电阻匹配对于全差分放大器非常重要，建议使用1%公差的电阻或更好的电阻以优化性能。并且，输入电阻应靠近PAM8303D放置，以限制高阻抗节点上的噪声注入。为了获得最佳性能，增益应设置为(2X(R{1}=150 k))或更低。

（三）输入电容选择

输入电容（Ci）用于将输入信号偏置到适当的直流电平，Ci和最小输入阻抗(R{1})构成一个高通滤波器，其转折频率由(f{C}=frac{1}{2 Pi R{1} C{1}})确定。在选择Ci的值时，需要考虑其对电路低频性能的影响。同时，为了减少直流偏移电压，应选择低泄漏的钽电容或陶瓷电容。

（四）去耦电容配置

PAM8303D需要适当的电源去耦电容来确保低的输出总谐波失真（THD），并防止振荡。建议使用两种不同类型的电容，一个低等效串联电阻（ESR）的陶瓷电容（通常为1µF）靠近每个VDD和PVDD引脚放置，用于过滤高频噪声；一个10µF或更大的陶瓷电容靠近音频功率放大器放置，用于过滤低频噪声。

（五）降低EMI方法

大多数应用需要使用铁氧体磁珠滤波器来消除EMI，选择在高频时具有高阻抗、低频时具有低阻抗的铁氧体磁珠。此外，PAM8303D的关机功能可以通过在(overline{SD})引脚施加逻辑低电平来关闭放大器的偏置电路，从而在不使用时降低功耗。

（六）PCB布局

• 接地：建议使用平面接地或分开接地，避免使用一条线连接电源地和模拟地。输出功率级的噪声电流应返回到输出噪声地，信号电流应返回到安静地。
• 电源线：VDD和PVDD应分别连接到系统电源，并且走线应尽可能短而粗。
• 元件放置：高频1µF去耦电容应靠近电源端子放置，大的电源去耦电容应靠近PAM8303D的PVDD端子放置。输入电阻和电容应靠近输入引脚放置，铁氧体EMI滤波器应靠近输出端子放置。

七、总结

PAM8303D作为一款高性能的D类音频功率放大器，以其低EMI、高效率、完善的保护功能和多样的封装形式，在音频应用领域具有很大的优势。电子工程师在设计音频电路时，可以充分发挥其优势，同时注意应用中的各个细节，以实现最佳的音频性能。你在使用D类音频功率放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。