探索MAX9703/MAX9704：高效音頻放大器新選擇

在音頻放大器的領域中，如何在保證音質的同時提高效率、節省空間一直是工程師們關注的焦點。今天，我們就來深入了解一下Analog Devices推出的MAX9703/MAX9704，這兩款10W立體聲/15W單聲道、無濾波、擴頻D類放大器，或許能為你的音頻設計帶來新的靈感。

文件下載：MAX9703.pdf

一、產品概述

MAX9703為單聲道放大器，而MAX9704則是立體聲放大器。它們結合了AB類放大器的高性能與D類放大器的高效率，在節省電路板空間的同時，還無需使用笨重的散熱片。采用D類架構，這些器件的效率最高可達78%，能持續輸出功率最高達15W。此外，其專有的調制和開關方案無需傳統的D類輸出濾波器，大大簡化了設計。

文檔搜索暫時未能成功獲取數據，讓我們還是先基于文檔繼續深入了解MAX9703/MAX9704。

二、核心特性

（一）調制模式靈活

它提供了兩種調制方案：固定頻率模式（FFM）和擴頻模式（SSM）。在FFM模式下，有三種不同的開關頻率可供選擇。如果某些諧波頻率落在敏感頻段，還能將開關頻率改變±35%，且不會影響音頻再現。而SSM模式通過將寬帶頻譜分量展平，有效改善了揚聲器和電纜可能輻射的EMI干擾。當設置FS1 = FS2 = H時啟用該模式，開關頻率會在中心頻率（670kHz）左右隨機變化±7%。

（二）高效節能

D類放大器的效率主要取決于輸出級晶體管的工作區域。MAX9703/MAX9704的輸出晶體管作為電流控制開關，額外功耗極低。功率損耗主要來自MOSFET導通電阻的I2R損耗和靜態電流開銷。在典型音樂播放條件下，MAX9704的效率仍能保持在>78%，遠高于傳統AB類放大器在相同條件下低于30%的效率。

（三）完善的保護與抑制功能

具備短路和熱過載保護功能，可防止器件在故障條件下受損。同時，擁有全面的咔嗒聲和噗噗聲抑制功能，能消除啟動和關閉時的可聽瞬態噪聲。關機時，H橋通過330kΩ電阻拉至PGND；啟動時，輸入放大器靜音，內部環路將調制器偏置電壓設置到正確水平，隨后軟啟動功能逐漸解除輸入放大器的靜音狀態。此外，還具有無咔嗒聲/噗噗聲的靜音模式，將SS引腳拉至PGND即可靜音，且僅影響輸出級，不關閉設備。

（四）低失真高音質

總諧波失真加噪聲（THD + N）低至0.07%，電源抑制比（PSRR）高達80dB（1kHz時），信噪比（SNR）超過95dB，能為用戶帶來高品質的音頻體驗。

三、應用優勢

（一）無濾波設計

傳統D類放大器需要輸出濾波器來恢復音頻信號，這不僅增加了成本和解決方案的尺寸，還可能降低效率。而MAX9703/MAX9704無需輸出濾波器，依靠揚聲器線圈的固有電感以及揚聲器和人耳的自然濾波來恢復音頻信號。這種設計使得解決方案更加緊湊、成本更低且效率更高。不過，為確保最佳效果，建議使用串聯電感>30μH的揚聲器，當揚聲器電感>60μH時可實現最佳效率。

（二）內部調節器

具備內部6V調節器輸出（VREG），為邏輯引腳（G，FS）提供高電平邏輯電壓，簡化了系統設計并降低了成本。但在關機模式下，VREG不可用，且不能將其作為6V電位施加到周圍系統組件上，需用6.3V、0.01μF的電容將REG引腳旁路到AGND。

（三）增益選擇靈活

通過G1和G2邏輯輸入可設置放大器的增益，提供了29.6dB、19.1dB、13dB和16dB四種增益選項，能滿足不同應用場景的需求。

（四）輸入方式多樣

支持差分輸入和單端輸入兩種方式。差分輸入結構使其與許多編解碼器兼容，能有效減少共模噪聲；單端輸入則可通過將任一輸入電容耦合到AGND并驅動另一輸入來實現。

四、設計要點

（一）元件選擇

輸入電容CIN與MAX9703/MAX9704的輸入阻抗構成高通濾波器，用于去除輸入信號的直流偏置，應選擇使 -3dB點遠低于感興趣的最低頻率的CIN值。充電泵電容應選擇ESR小于100mΩ的電容，如X7R電介質的陶瓷電容，以實現最佳性能。飛行電容C1的值會影響充電泵的負載調節和輸出電阻，而保持電容C2的電容值和ESR直接影響CHOLD處的紋波。

（二）電源旁路與布局

正確的電源旁路對于確保低失真操作至關重要。應使用0.1μF的電容盡可能靠近每個VDD引腳將其旁路到PGND，并根據應用和電源特性添加額外的大容量電容。AGND和PGND應采用星形連接到系統接地。

（三）散熱設計

雖然D類放大器的效率和散熱性能優于AB類放大器，但仍需合理考慮系統的散熱問題。在實際測試中，應使用實際音頻信號而非連續正弦波，因為音頻信號的實際熱影響遠低于連續正弦波。在PCB設計中，應將外露焊盤焊接到大面積銅多邊形，并添加盡可能多的銅連接到相鄰引腳和組件。必要時，可添加外部散熱片來改善散熱性能。

（四）負載阻抗選擇

為優化MAX9703/MAX9704的效率，建議使用12Ω 至16Ω的揚聲器。如果無法使用該阻抗范圍的負載，在驅動6Ω至10Ω負載時可選擇較低的電源電壓。

五、總結

MAX9703/MAX9704作為一款高性能、高效率的音頻放大器，憑借其獨特的特性和優勢，在LCD TV、LCD顯示器、臺式PC、LCD投影儀以及免提車載電話適配器等眾多應用領域具有廣闊的應用前景。在實際設計中，工程師們需充分考慮元件選擇、電源旁路與布局、散熱設計以及負載阻抗等因素，以確保實現最佳的性能和可靠性。你在音頻放大器設計中遇到過哪些挑戰呢？你認為MAX9703/MAX9704能否解決這些問題？歡迎在評論區分享你的看法。