MAX9710/MAX9711：高性能3W單聲道/立體聲BTL音頻功率放大器解析

在音頻功率放大器領域，一款性能卓越的產品往往能為各類音頻設備帶來出色的音質表現。今天要給大家介紹的是Analog Devices的MAX9710/MAX9711 3W單聲道/立體聲BTL音頻功率放大器，它具備眾多優秀特性，適用于多種音頻應用場景。

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一、產品概述

MAX9710為立體聲揚聲器放大器，MAX9711則是單聲道揚聲器放大器。它們均符合PC99/01標準，能在4.5V至5.5V的單電源下穩定工作。其行業領先的100dB電源抑制比（PSRR），使得它們即便在嘈雜電源環境中，也無需額外昂貴的電源調節措施。超低的0.005%總諧波失真加噪聲（THD+N）確保了音頻信號的干凈、低失真放大，同時點擊和爆裂聲抑制功能消除了電源和關機周期中的可聽瞬變。此外，還具備低功耗關機模式、靜音模式等節能特性。

二、產品特性亮點

（一）強大的功率輸出能力

• 能在3Ω負載下實現3W（1% THD+N）、4W（10% THD+N）的功率輸出，可滿足不同音頻系統對功率的需求。

  （二）超高的PSRR

• 高達100dB的PSRR，有效降低電源噪聲對音頻信號的干擾，保證了音質的純凈度。

  （三）低失真與低噪聲

• 0.005%的THD+N，極大程度減少了音頻信號的失真，帶來高保真的音頻體驗。

  （四）節能設計

• 低靜態電流（7mA）和低功耗關機模式（0.5μA），降低了系統的整體功耗，延長了設備的續航時間。

  （五）靜音功能

• 方便用戶快速開啟或關閉輸出，靈活控制音頻播放。

三、應用領域廣泛

該系列放大器適用于多種音頻相關設備，如筆記本電腦、雙向無線電、平板電視、通用音頻設備、平板PC顯示器以及有源揚聲器等。在這些設備中，它能充分發揮其性能優勢，提升音頻質量。

四、引腳配置與功能

MAX9710采用20引腳薄型QFN封裝（5mm x 5mm x 0.8mm），MAX9711采用12引腳薄型QFN封裝（4mm x 4mm x 0.8mm）。不同引腳具有不同的功能，例如：

• INL/INR/IN：音頻輸入引腳，用于輸入左右聲道或單聲道音頻信號。
• BIAS：直流偏置旁路引腳，為音頻輸出設置直流偏置電平，并提供點擊和爆裂聲抑制功能。
• MUTE：高電平有效靜音輸入引腳，可控制放大器的靜音狀態。
• SHDN：低電平有效關機引腳，拉低該引腳可進入低功耗關機模式。

五、電氣特性詳解

（一）電源電壓范圍

• 電源電壓范圍為4.5V至5.5V，在該范圍內能穩定工作。

  （二）靜態電流與關機電流

• 靜態電流在不同型號和條件下有所不同，MAX9710典型值為12mA，MAX9711為7mA；關機電流低至0.5μA，有效降低了待機功耗。

  （三）輸出功率與失真

• 在不同負載電阻下，輸出功率表現出色，如在8Ω負載下，1kHz輸入頻率、THD+N < 1%時，輸出功率可達1.1W至1.4W。同時，THD+N極低，保證了音頻的高質量輸出。

  （四）電源抑制比

• 在不同頻率下，PSRR表現優異，如在1kHz時可達87dB，20kHz時為74dB，有效抑制了電源紋波對音頻信號的影響。

六、典型工作特性

文檔中給出了豐富的典型工作特性曲線，包括總諧波失真加噪聲與頻率、輸出功率的關系，輸出功率與溫度、負載電阻的關系，以及電源抑制比與頻率的關系等。通過這些曲線，我們可以更直觀地了解該放大器在不同工作條件下的性能表現。例如，從THD+N與輸出功率的曲線可以看出，在一定輸出功率范圍內，THD+N保持在很低的水平，這對于追求高音質的音頻系統來說非常重要。

七、詳細工作原理與設計要點

（一）偏置電路（BIAS）

• 該放大器采用單5V電源供電，內部產生一個與電源無關的2.5V共模偏置電壓。BIAS引腳為音頻輸出設置直流偏置電平，并提供點擊和爆裂聲抑制功能。選擇合適的旁路電容對于優化性能至關重要，一般建議使用1μF電容旁路到地。需要注意的是，不要在BIAS引腳上施加外部負載，否則會影響整體性能。

  （二）關機模式（Shutdown）

• 通過拉低SHDN引腳可進入0.5μA的低功耗關機模式，此時放大器的偏置電路被禁用，輸出被拉低，BIAS引腳被驅動到地。正常工作時，將SHDN引腳連接到VDD。

  （三）靜音模式（MUTE）

• 高電平驅動MUTE引腳可使放大器進入靜音模式，此時輸入與放大器斷開連接，但不關閉設備。該模式具備無點擊和爆裂聲的特性，確保在靜音操作時不會產生雜音。

  （四）點擊和爆裂聲抑制

• 采用了全面的點擊和爆裂聲抑制方案。在啟動時，放大器的共模偏置電壓以S形波形緩慢上升到直流偏置點；進入關機時，放大器輸出同時被主動拉低，從而最小化音頻頻段內的能量。為了實現最佳抑制效果，需滿足 (R{IN} × C{IN}{BIAS} × C{BIAS}) ，其中 (R_{BIAS }=50 k Omega) 。

八、組件選擇建議

（一）增益設置電阻

• 放大器的增益由RF和RIN設置，有效增益公式為 (A{VD}=2 × frac{R{F}}{R_{IN}}) 。合理選擇這兩個電阻的值，可以精確控制放大器的增益。

  （二）輸入濾波器

• 輸入電容 (C{IN}) 與 (R{IN}) 構成高通濾波器，用于去除輸入信號中的直流偏置。-3dB點的計算公式為 (f{-3dB}=frac{1}{2 pi R{IN} C{IN}}) 。為了保證最佳的點擊和爆裂聲抑制效果，同樣需滿足 (R{IN} × C{IN}{BIAS} × C_{BIAS}) 。同時，應選擇低電壓系數介質的電容，如鉭電容或鋁電解電容，以避免低頻失真增加。

  （三）BIAS電容

• 建議使用1μF電容將BIAS引腳旁路到地，該電容可改善PSRR和THD+N，同時為揚聲器放大器生成無點擊和爆裂聲的啟動直流偏置波形。較小的電容值會使啟動和關機時間更快，但可能會增加點擊和爆裂聲的水平。

  （四）電源旁路

• 在 (VDD) 到PGND之間放置一個0.1μF陶瓷電容進行電源旁路，根據應用需求可添加額外的大容量電容。旁路電容應盡量靠近設備，以確保低噪聲、低失真的性能。