Texas Instruments TAS2781 D類 放大器，并對實時 集成 揚聲器保護和 audio 處理進行了優化。TAS2781，將 25W 的 持續功率 送入4Ω 負載，THD+N小于 1%，電源電壓，18V。設備's broad 電壓 輸入范圍 and high 輸出功率 are ideal for 電池 or line-powered systems.

數據手冊：*附件：Texas Instruments TAS2781 D類放大器數據手冊.pdf

TI TAS2781 D類放大器的片上DSP支持Texas Instruments智能放大器揚聲器保護算法。集成式揚聲器電壓和電流檢測可實時監控揚聲器。Y橋電源架構通過內部選擇電源來提高放大器效率，從而獲得最佳余量。具有可調整閾值的欠壓預防方案能夠在電源出現壓降時減少信號路徑中的增益。

Hybrid Pro算法讓用戶能夠通過控制外部電源來優化效率并延長電池壽命。多達八個TAS2781器件可通過I2S ^^ /TDM和 ^I2C^ /SPI接口共享公共總線。

TAS2781采用30引腳HR-QFN封裝，以實現緊湊的PCB占位面積。

特性

• 主要特性
  • 用于音頻處理的集成式DSP
  • 23V電源，用于D類輸出級
  • Y橋多級電源架構
  • Hybrid-pro外部升壓控制算法
  • 超聲波輸出支持高達40kHz
• 效率(1% THDN)和功耗
  • 1W、4Ω、PVDDH = 12V、PVDDL = 3.8V時為82%
  • 1W、8Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V時為83%
  • 1W、4Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V時為84%
  • 15W、4Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V時為90%
  • 15W、8Ω、PVDDH = 18V、PVDDL = 5V時為93%
  • 硬件關閉模式<0.5μA
• 電源和管理：
  • 1.8V AVDD
  • 1.8V/3.3V IOVDD
  • 2.7V至5.5V PVDDL
  • PVDDH：4.5V至23V
• 輸出功率:
  • 25W, 1% thd+n (4Ω, 18V)
  • 最大輸出功率：30W，10% THD+N
• 接口和控制：
  • 用于消除回聲的SDOUT
  • I2S ^^ /TDM 8x通道，32位高達192KSPS
  • ^I2C^ ，帶快速模式+或SPI接口
  • 芯片間通信總線
  • 采樣率：16kHz至192kHz
• 高級DSP音頻處理：
  • 實時IV-sense，用于揚聲器保護
  • 動態范圍壓縮機
  • 帶功率限制器的掉電保護
  • 多通道平衡通信
• 保護和EMI：
  • 過功率和低電池保護
  • PVDDH/PVDDL電源跟蹤限制器
  • 熱保護和過流保護
  • 熱折返
  • 后置濾波器反饋和壓擺率控制

原理圖

TAS2781 D類音頻放大器技術解析與應用指南

一、產品概述

Texas Instruments TAS2781是一款集成了實時揚聲器保護與音頻處理功能的24V D類音頻放大器，專為高效驅動揚聲器的高峰值功率而優化。該器件采用單聲道數字輸入設計，在4Ω負載、18V供電條件下可提供25W連續功率（THD+N<1%），最大輸出功率達30W（THD+N=10%）。

?關鍵特性?：

• 集成DSP支持TI Smart Amp揚聲器保護算法
• Y-Bridge多級電源架構提升效率
• 混合Pro外部升壓控制算法
• 支持高達40kHz的超聲波輸出
• 硬件關機模式下功耗<0.5μA

二、核心技術解析

1. 電源管理系統

TAS2781采用創新的Y-Bridge電源架構，通過內部動態選擇PVDDH（3V-24V）和PVDDL（2.7V-5.5V）電源實現最優效率：

• ?PWR_MODE0?：僅使用PVDDH供電
• ?PWR_MODE1?：Y-Bridge模式（PVDDH為主）
• ?PWR_MODE2?：低功耗PVDDL模式（內部LDO生成）
• ?PWR_MODE3?：超聲波專用模式

2. 音頻處理性能

• ?THD+N性能?：在1W輸出時低至0.01%（4Ω負載）
• ?效率曲線?：1W時達84%（4Ω，PVDDH=18V），15W時達93%（8Ω）
• ?動態范圍?：A加權110dB（參考1% THD+N輸出電平）
• ?采樣率支持?：16kHz至192kHz

3. 保護機制

• ?實時IV檢測?：16位分辨率電壓/電流傳感
• ?電源跟蹤限制器?：動態調整增益防止削波
• ?熱折返保護?：可編程溫度閾值（默認115°C）
• ?過流保護?：PVDDH側6.7A，PVDDL側2.6A

三、典型應用設計

1. 系統框圖設計


?關鍵外部元件?：

• PVDDH去耦電容：22μF+100nF組合
• 自舉電容：100nF（BSTP-OUTP/BSTN-OUTN）
• EMI濾波器：120Ω@100MHz鐵氧體磁珠（可選）

2. PCB布局要點

• 功率路徑使用寬走線（PVDDH/PVDDL/PGND）
• VSNSN/VSNSP引腳需靠近揚聲器連接
• 熱焊盤必須焊接至PCB以增強散熱
• 自舉電容應盡量靠近BST引腳

四、創新功能詳解

1. Hybrid-Pro算法

通過PWM_CTRL引腳控制外部升壓轉換器：

• 8步384kHz或16步192kHz PWM格式可選
• 可配置4ms前瞻緩沖
• 支持8ms峰值保持時間優化

2. 噪聲門技術

• 閾值可編程（-90至-120dBFS）
• 精細分辨率模式（24位設置）
• 啟用后可在信號低于閾值時自動關閉D類輸出級

3. 超聲波模式

• 專為40kHz以下超聲波應用優化
• 需設置DEM_CTRL=3h禁用DEM模塊
• 建議禁用抖動（DIS_DITH=1h）

五、性能優化建議

1. ?效率提升?：
   • 使用Y-Bridge模式時保持PVDDH≥PVDDL+2.5V
   • 對于8Ω負載，PVDDL=5V時1W效率達88%
2. ?EMI控制?：
   • 啟用擴頻調制（AMP_SS=1）
   • 輸出邊沿速率可控（EDGE_CTRL寄存器）
   • 后濾波器反饋需滿足f0>10MHz條件