MAX9724C/MAX9724D：低射頻敏感度立體聲耳機放大器的卓越之選

在當今的便攜式設備設計中，如何在有限的電路板空間內實現高性能的音頻放大是一個關鍵挑戰。MAXIM推出的MAX9724C/MAX9724D立體聲耳機放大器，憑借其獨特的設計和出色的性能，為工程師們提供了一個理想的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款放大器。

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產品概述

MAX9724C/MAX9724D專為電路板空間有限的便攜式設備而設計。它采用了獨特的DirectDrive?架構，能夠從單電源產生接地參考輸出，無需使用大型直流阻斷電容，從而節省了成本、電路板空間和元件高度。該放大器還能抑制輸入和電源走線作為天線接收到的射頻輻射，防止放大器對耦合噪聲進行解調。其中，MAX9724C提供外部可調增益，而MAX9724D則具有內部預設的 -1.5V/V 增益。

關鍵特性

卓越的射頻噪聲抑制能力

相比典型放大器，MAX9724C/MAX9724D的射頻噪聲抑制能力提高了多達 67dB，有效減少了射頻干擾對音頻信號的影響。這對于在復雜電磁環境下工作的便攜式設備尤為重要，大家在實際應用中是否遇到過射頻干擾導致音頻失真的情況呢？

無需大型直流阻斷電容

DirectDrive架構使得放大器輸出無需直流分量，從而省去了傳統單電源耳機放大器所需的大型直流阻斷電容。這不僅節省了成本和空間，還改善了頻率響應。

低功耗關機模式

關機模式下電流小于 0.1μA，可顯著降低靜態功耗，延長便攜式設備的電池續航時間。對于對功耗敏感的應用，這無疑是一個重要的優勢。

可調或固定增益選擇

MAX9724C可通過外部設置增益，而MAX9724D則采用內部預設的 -1.5V/V 增益，滿足不同應用的需求。

低失真和高電源抑制比

總諧波失真加噪聲（THD+N）低至 0.02%，電源抑制比（PSRR）在 1kHz 時高達 80dB，能夠在嘈雜的數字電源下穩定工作，無需額外的線性穩壓器。

集成的咔嗒聲和噗噗聲抑制功能

全面的咔嗒聲和噗噗聲抑制電路可消除啟動和關機時的可聽瞬態噪聲，提供更純凈的音頻體驗。

寬電源電壓范圍和低靜態電流

可在 2.5V 至 5.5V 的單電源下工作，靜態電流僅為 3.5mA，適用于各種電源系統。

節省空間的封裝形式

提供 12 凸點 UCSP（1.5mm x 2mm）和 12 引腳薄 QFN（3mm x 3mm x 0.8mm）兩種封裝，滿足不同的空間要求。

電氣特性

MAX9724C/MAX9724D在不同的電源電壓和負載條件下都表現出了良好的電氣性能。例如，在 5V 電源電壓下，每個通道可向 32Ω 負載提供高達 60mW 的功率，THD+N 低至 0.02%。在關機模式下，電流僅為 0.1μA 至 1μA。同時，它還具有較高的輸入阻抗和較低的輸出失調電壓，確保了音頻信號的準確放大。

典型應用特性

通過一系列的典型應用特性曲線，我們可以更直觀地了解MAX9724C/MAX9724D的性能。例如，總諧波失真加噪聲（THD+N）與輸出功率和頻率的關系曲線，展示了在不同條件下的失真情況。輸出功率與電源電壓和負載電阻的關系曲線，則幫助我們選擇合適的電源和負載，以實現最佳的性能。

詳細工作原理

DirectDrive架構

傳統的單電源耳機放大器輸出通常偏置在一個標稱直流電壓（通常為電源電壓的一半），需要大型耦合電容來阻斷直流偏置。而MAX9724C/MAX9724D的DirectDrive架構利用電荷泵產生內部負電源電壓，使輸出偏置在接地，無需大型直流阻斷電容。這種架構不僅節省了空間和成本，還提高了頻率響應。

電荷泵

電荷泵用于將正電源（VDD）反相，產生負電源（PVSS）。其 270kHz 的開關頻率遠高于音頻范圍，不會干擾音頻信號。開關驅動器采用受控開關速度，可最大限度地減少開關瞬態產生的噪聲。

射頻敏感度

現代音頻系統容易受到無線網絡和蜂窩電話網絡等射頻輻射的影響。MAX9724C/MAX9724D通過拒絕射頻噪聲并防止其耦合到音頻頻段，有效解決了射頻敏感度問題。與未優化的放大器相比，在不同的射頻載波頻率下，MAX9724C/MAX9724D的輸出信號幅度明顯降低，表現出了更好的抗干擾能力。

咔嗒聲和噗噗聲抑制

傳統單電源音頻放大器中的輸出耦合電容是產生咔嗒聲和噗噗聲的主要原因。由于MAX9724C/MAX9724D無需輸出耦合電容，因此避免了這個問題。此外，它還具有廣泛的咔嗒聲和噗噗聲抑制功能，可消除設備內部的任何可聽瞬態源。

關機功能

MAX9724C/MAX9724D具有低功耗關機模式，通過將 SHDN 引腳置低可禁用放大器和電荷泵，降低靜態電流消耗，延長電池壽命。

應用信息

功率耗散

在正常工作條件下，線性功率放大器會消耗大量功率。MAX9724C/MAX9724D的功率耗散主要來自電荷泵和兩個輸出放大器。如果應用中的功率耗散超過特定封裝的最大允許值，可以通過降低 VDD、增加負載阻抗、降低環境溫度或添加散熱片等方式來解決。

輸出動態范圍

動態范圍是系統噪聲底限與 1% THD+N 時輸出電平之間的差值。在設置最大輸出增益之前，需要確定系統的動態范圍，以避免輸出信號超出系統的動態范圍而導致削波。

最大輸出擺幅

當電源電壓小于 4.35V 且輸出負載阻抗大于 1kΩ 時，MAX9724C/MAX9724D的輸出擺幅可接近電源軌。當電源電壓大于 4.35V 時，內部器件結構會限制最大電壓擺幅，輸出峰值電壓不得超過相反電源電壓 9V。

欠壓鎖定（UVLO）

UVLO 功能可防止在電源電壓低于 2.5V 時設備工作，確保在欠壓條件下的正常運行，并防止電池深度放電。

元件選擇

• 輸入耦合電容：與輸入電阻一起構成高通濾波器，去除輸入信號的直流偏置。應選擇具有低電壓系數的電介質電容，如鉭或鋁電解電容。
• 電荷泵電容：建議使用具有低 ESR 的陶瓷電容，如 X7R 電介質電容，以獲得最佳性能。
• 電源旁路電容：應將其放置在盡可能靠近 MAX9724C/MAX9724D 的位置，以降低電源輸出阻抗，減少電荷泵開關瞬態的影響。

放大器增益

MAX9724D的增益內部設置為 -1.5V/V，減少了外部元件數量。MAX9724C的增益可通過外部電阻設置，選擇反饋電阻值時應在幾十 kΩ 范圍內，以避免功耗過大和輸出阻抗下降。

線路輸出放大器和濾波器模塊

MAX9724C可用作音頻線路驅動器，能夠在單 5V 電源下向 10kΩ 負載提供 2VRMS 的輸出。這對于簡化電源設計和滿足音頻系統輸出電平要求具有重要意義。

布局和接地

正確的布局和接地對于實現最佳性能至關重要。應將 PGND 和 SGND 在 PCB 上的單點連接，將 PVSS 連接到 SVSS 并通過 1μF 電容旁路。電源旁路電容和電荷泵保持電容應盡可能靠近 MAX9724C/MAX9724D。同時，應將 PGND 和所有攜帶開關瞬態的走線遠離 SGND 和音頻信號路徑。

總結

MAX9724C/MAX9724D立體聲耳機放大器以其獨特的DirectDrive架構、卓越的射頻噪聲抑制能力、低功耗關機模式和集成的咔嗒聲和噗噗聲抑制功能，為便攜式設備的音頻設計提供了一個高性能、節省空間的解決方案。在實際應用中，工程師們可以根據具體需求選擇合適的增益設置、元件參數和布局方式，以實現最佳的音頻性能。大家在使用這款放大器的過程中，有沒有遇到什么有趣的問題或者獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區分享。