SGM4917：高性能立體聲耳機放大器的設計與應用

在便攜式音頻設備的設計中，耳機放大器是至關重要的組件，它直接影響著音頻的質量和設備的整體性能。SGM4917作為一款專為便攜式應用設計的立體聲耳機放大器，具有諸多出色的特性，下面我們就來詳細了解一下。

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一、產品概述

SGM4917是一款立體聲耳機放大器，適用于便攜式應用，可在2.7V至5.5V的單電源下工作。其采用無電容設計，可從單電源產生接地參考輸出，消除了輸出直流阻隔電容，從而降低了組件高度和成本。

型號差異

SGM4917A：增益可通過外部反饋電阻進行調整，為設計提供了更大的靈活性。
SGM4917B：內部增益設置為 -2V/V，進一步減少了組件數量，簡化了設計。

性能特性

低靜態電流：在5V電源下，靜態電流僅為2.7mA，有助于延長電池續航時間。
低失真和噪聲：總諧波失真加噪聲（THD+N）低至0.02%（f = 1kHz），確保了高質量的音頻輸出。
高電源抑制比：在217Hz時，電源抑制比（PSRR）高達 -78dB，可有效減少電源噪聲的影響，使設備能在嘈雜的數字電源下正常工作，無需額外的線性穩壓器。
保護功能：具備短路和熱過載保護功能，以及欠壓鎖定功能，提高了設備的可靠性和穩定性。
關機控制：內置關機控制，可實現無“噗噗”聲和“咔嗒”聲的開關控制。
寬工作溫度范圍：可在 -40℃至 +85℃的環境溫度下正常工作。
環保封裝：采用綠色TQFN - 3×3 - 16L封裝，符合環保要求。

二、引腳配置與描述

SGM4917采用TQFN - 3×3 - 16L封裝，各引腳功能如下：	PIN	NAME
1	PV DD	電荷泵電源，為電荷泵逆變器、電荷泵邏輯和振蕩器供電，需連接到正電源（2.7V至5.5V），并通過1μF電容盡可能靠近引腳旁路到PGND。
2	C1P	飛跨電容的正端，需連接一個1μF電容到C1N。
3	PGND	電源地，連接到地。
4	C1N	飛跨電容的負端，需連接一個1μF電容到C1P。
5	PV SS	電荷泵輸出，連接到SV SS 。
6	SGND	信號地，連接到地。
7	INR+	右聲道音頻非反相輸入。
8	INR-	右聲道音頻反相輸入。
9, 13	SV DD	放大器正電源，連接到正電源（2.7V至5.5V），并通過1μF電容盡可能靠近引腳旁路到SGND。
10	OUTR	右聲道輸出。
11	SV SS	放大器負電源，連接到PV SS 。
12	OUTL	左聲道輸出。
14	INL-	左聲道音頻反相輸入。
15	INL+	左聲道音頻非反相輸入。
16	SHDN	低電平有效關機輸入。
Pad Exposed	-	外露焊盤，可連接到地或浮空。

三、電氣特性

在典型工作條件下（ (P V{D D}=S V{D D}=5 V) ， (PGND = SGND =0 V) ， (overline{SHDN}=SV{DD}) ， (C 1=C 2=1 mu F) ， (R{L}=infty) ， (T_{A}=+25^{circ} C) ），SGM4917的電氣特性如下：	PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	TYP	MAX
電源電壓范圍	VoD		2.7		5.5	V
靜態電源電流	loo			2.7	3.7	mA
關機電源電流	ISHDN	SHDN=SGND=PGND		0.01	8	uA
SHDN輸入邏輯高	VIH		1.2			V
SHDN輸入邏輯低	VIL				0.4	V
SHDN到全工作時間	tSON			3.2		ms
電壓增益	Av	SGM4917B	-2.12	-2	-1.88	V/V
增益匹配	AAv	SGM4917B，左右聲道之間		0.2		%
輸出失調電壓	Vos	IN+和IN - 之間，輸入交流耦合到地（SGM4917A）	-5.5	1.1	5.5	mV
輸入阻抗	RIN	SGM4917B，在INL和INR測量	12.5	14.6	17	kΩ
共模抑制比	CMRR	輸入參考，SGM4917A		-70		dB
電源抑制比	PSRR	f = 217Hz，VRIPPLE = 200mVP		-78		dB
		f = 10kHz，VRIPPLE = 200mVpp		-70		dB
輸出功率	PoUT	R = 32Ω，THD+N = 0.1%		80		mW
關機時輸出阻抗				2		kΩ
總諧波失真加噪聲	THD+N	R = 32Ω，Pour = 55mW，f = 1kHz		0.02		%
信噪比	SNR	R = 32Ω，Pour = 20mW，BW < 20kHz		100		dB
電容驅動能力	CL	無持續振蕩		200		pF
電荷泵振蕩器頻率	fosc		200	350	500	kHz
串擾		R = 32Ω，VIN = 200mVpp，f = 10kHz Ay = -1V/V		90		dB
熱關斷閾值				137		℃
熱關斷遲滯				11		℃

四、典型性能特性

1. THD+N與輸出功率關系

不同電源電壓下，THD+N隨輸出功率的變化曲線展示了SGM4917在不同輸出功率下的失真情況。在較低的輸出功率下，THD+N保持在較低水平，隨著輸出功率的增加，失真會逐漸增大。

2. 功率耗散與輸出功率關系

功率耗散與輸出功率的關系曲線反映了放大器在不同輸出功率下的功耗情況。工程師可以根據這個曲線來評估設備的散熱需求，確保設備在正常工作溫度范圍內。

3. 輸出功率與電源電壓關系

輸出功率與電源電壓的關系曲線顯示了在不同電源電壓下，放大器的輸出功率變化情況。在一定范圍內，隨著電源電壓的升高，輸出功率也會相應增加。

4. 串擾與頻率關系

串擾與頻率的關系曲線表明了左右聲道之間的串擾情況隨頻率的變化。在低頻段，串擾較小，隨著頻率的升高，串擾會逐漸增大。

5. THD+N與頻率關系

THD+N與頻率的關系曲線展示了在不同頻率下，放大器的失真情況。在音頻范圍內，THD+N保持在較低水平，確保了音頻的高質量輸出。

6. 電源抑制比與頻率關系

電源抑制比與頻率的關系曲線顯示了放大器對電源噪聲的抑制能力隨頻率的變化。在低頻段，電源抑制比較高，能夠有效減少電源噪聲的影響。

7. 電源抑制比與電源電壓關系

電源抑制比與電源電壓的關系曲線反映了在不同電源電壓下，放大器對電源噪聲的抑制能力。

8. 開啟時間與電源電壓關系

開啟時間與電源電壓的關系曲線展示了放大器從關機狀態到正常工作狀態所需的時間隨電源電壓的變化。

五、典型應用電路

SGM4917提供了多種典型應用電路，包括差分輸入和單端輸入兩種方式，適用于不同的設計需求。

1. SGM4917A應用電路

差分輸入：通過外部反饋電阻可以靈活調整增益，適用于對增益要求較高的應用場景。
單端輸入：電路相對簡單，適用于對電路復雜度要求較低的應用。
2. SGM4917B應用電路
差分輸入：內部固定增益為 -2V/V，減少了外部組件數量，簡化了設計。
單端輸入：同樣具有簡化設計的優點，適用于對成本和空間要求較高的應用。

六、封裝與訂購信息

SGM4917采用TQFN - 3×3 - 16L封裝，提供了詳細的封裝尺寸和引腳信息。同時，還提供了不同型號的訂購信息，方便工程師進行選擇。	MODEL	GAIN (V/V)	PACKAGE DESCRIPTION	SPECIFIED TEMPERATURE RANGE	ORDERING NUMBER	PACKAGE MARKING	PACKING OPTION
SGM4917A	ADJ	TQFN - 3×3 - 16L	-40 ℃ to +85 ℃	SGM4917AYTQ16G/TR	4917AQ XXXXX	Tape and Reel, 3000
SGM4917B	-2	TQFN - 3×3 - 16L	-40 ℃ to +85 ℃	SGM4917BYTQ16G/TR	4917BQ XXXXX	Tape and Reel, 3000

七、總結

SGM4917作為一款高性能的立體聲耳機放大器，具有低功耗、低失真、高電源抑制比等優點，適用于智能手機、便攜式音頻設備、筆記本電腦、PDA等多種便攜式應用。其無電容設計和豐富的保護功能，為工程師提供了便捷的設計方案，同時也提高了設備的可靠性和穩定性。在實際應用中，工程師可以根據具體需求選擇合適的型號和應用電路，以實現最佳的音頻性能。

各位工程師朋友們，在你們的設計中是否遇到過類似的耳機放大器選擇問題呢？你們更看重放大器的哪些性能指標呢？歡迎在評論區留言分享你們的經驗和想法。

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