探索MAX9716/MAX9717：低成本单声道1.4W BTL音频功率放大器的卓越性能

在便携式音频设备的设计领域，音频功率放大器的选择至关重要。它不仅影响着音频的质量，还与设备的功耗、成本等因素密切相关。今天，我们就来深入了解一下MAXIM推出的两款优秀的音频功率放大器——MAX9716和MAX9717。

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一、产品概述

MAX9716和MAX9717是专为带有内置扬声器的便携式音频设备而设计的单声道1.4W BTL（桥接负载）音频功率放大器。它们采用BTL架构，在减少外部组件数量的同时，还能提供高质量的音频再现。

供电与功率输出

这两款放大器可以在2.7V至5.5V的单电源下工作。在+5V单电源供电时，它们能向4Ω负载提供1.4W的连续功率，且总谐波失真（THD）小于1%；向8Ω负载提供1W的连续功率。在+3.0V单电源供电时，能向8Ω负载提供350mW的连续功率。

增益选择

MAX9716和MAX9717A为可调增益放大器，而MAX9717B、MAX9717C和MAX9717D则具有6dB、9dB和12dB的内部固定增益，这进一步减少了组件数量。

低功耗与噪声抑制

它们具备低功耗关机模式，可将静态电流消耗降低至小于10nA。同时，采用了MAXIM领先的全面咔嗒声和爆音抑制技术，有效减少了启动和关机过程中的可听咔嗒声和爆音。

特殊功能

MAX9717还具有耳机检测输入（BTL/SE），当检测到耳机连接时，会禁用BTL从驱动器，静音扬声器，并以单端负载方式驱动耳机。

封装与温度范围

MAX9716与LM4890引脚兼容，有9凸点UCSP™、8引脚TDFN（3mm x 3mm）和8引脚µMAX®等封装形式。MAX9717也有相同的封装选择。两款器件的工作温度范围为 -40°C至 +85°C。

二、产品特性分析

供电与功率特性

• 宽电源电压范围：2.7V至5.5V的单电源供电，使得它们能适应多种不同的电源环境，提高了在便携式设备中的通用性。
• 高功率输出：在不同负载和电源条件下都能提供稳定的功率输出，满足了便携式音频设备对音量和音质的要求。
• 低功耗关机模式：10nA的低功耗关机模式，对于电池供电的便携式设备来说，能有效延长电池续航时间。

电气性能特性

• 高电源抑制比（PSRR）：在1kHz时达到73dB，能有效抑制电源噪声，保证音频信号的纯净度。
• 低失真与高信噪比：总谐波失真加噪声（THD+N）低至0.024%，信噪比高达105dB，确保了高质量的音频输出。

其他特性

• 无咔嗒声和爆音：在电源开启和关闭时没有可听的咔嗒声和爆音，提升了用户的听觉体验。
• 多种增益选择：可调增益和内部固定增益的选项，方便工程师根据不同的应用需求进行灵活设计。

三、应用信息

BTL放大器优势

MAX9716和MAX9717采用BTL配置，与单端配置相比，具有明显优势。在相同条件下，BTL配置能使输出电压翻倍，输出功率增加到四倍，而且无需直流阻断电容，减少了成本和电路板空间，同时也避免了电容对低频性能的影响。

功率耗散与散热

在正常工作条件下，这两款放大器会消耗大量功率。不同封装的最大功率耗散在绝对最大额定值部分有详细说明，也可以通过公式计算。如果应用中的功率耗散超过了封装允许的最大值，可以通过增加接地平面散热能力、增大走线尺寸、降低电源电压、增加负载阻抗等方法来降低功率耗散。此外，它们还具备热过载保护功能，当结温超过 +160°C时，会禁用放大器输出级，结温冷却15°C后重新启用。

固定增益与可调增益

MAX9717B、MAX9717C和MAX9717D的内部固定增益简化了设计，减少了引脚数量和电路板尺寸，消除了外部增益设置电阻。而MAX9716和MAX9717A则可以通过外部反馈电阻来设置增益，RF可以是固定的或可变的，方便通过软件控制增益。

输出耦合电容

MAX9717在单端（耳机）模式下需要输出耦合电容，该电容用于阻断放大器输出的直流分量，防止直流电流流入负载。输出电容和负载阻抗形成一个高通滤波器，其 -3dB点由公式 (f{-3 dB}=frac{1}{2 pi R{L} C_{OUT }}) 确定。选择合适的COUT对于保证放大器的低频响应至关重要。

差分输入

MAX9716可以配置为差分输入，这种输入方式能有效衰减共模噪声，提高噪声抑制和共模抑制比（CMRR）。为了获得高CMRR，外部组件应紧密匹配。

输入滤波器

CIN和RIN形成一个高通滤波器，用于去除输入信号的直流偏置。选择具有低电压系数的电容（如钽或铝电解电容）可以减少低频失真。

BIAS电容

BIAS是内部生成的VCC/2偏置电压的输出，BIAS旁路电容CBIAS能提高电源抑制比，减少共模偏置节点的电源和其他噪声源。同时，它还能为扬声器放大器生成无咔嗒声/爆音的启动直流偏置波形。建议使用1µF的电容将BIAS旁路到地，较大的CBIAS值可以提高PSRR，但会减慢启动时间。

电源旁路

正确的电源旁路对于确保低噪声、低失真性能至关重要。应使用1µF的陶瓷电容将VCC连接到地，并根据应用需求添加额外的大容量电容。旁路电容应尽可能靠近器件连接。

布局与接地

合理的PCB布局和接地对于优化性能至关重要。使用大走线来连接电源输入和放大器输出，以减少寄生电阻带来的损耗，同时有助于散热。正确的接地可以提高音频性能，防止数字开关噪声耦合到音频信号中。MAX9716和MAX9717的TDFN和µMAX封装底部有暴露的散热垫，应使用多个过孔将其连接到接地平面。

四、总结

MAX9716和MAX9717以其低成本、高性能、低功耗等优点，成为便携式音频设备设计中的理想选择。它们在供电、功率输出、增益选择、噪声抑制等方面都表现出色，并且提供了多种应用配置选项，方便工程师根据具体需求进行灵活设计。在实际应用中，合理考虑功率耗散、散热、布局和接地等因素，能够充分发挥这两款放大器的性能优势，为用户带来优质的音频体验。

作为电子工程师，你在设计便携式音频设备时，是否会优先考虑MAX9716和MAX9717呢？你在实际应用中遇到过哪些问题，又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。