TI 700-mW低電壓音頻功率放大器TPA711的特性及其應(yīng)
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1． 橋式輸出與單端輸出（BTL/SE）模式：
圖5給出了工作于BTL模式下的音頻功放電路圖。TPA711內(nèi)有兩個(gè)線性功放來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。它們工作于差動(dòng)方式。這樣相對(duì)于參考地電位，它的輸出功率較大。
圖5 橋式電路圖
輸出功率可由下式計(jì)算：
(1)在便攜式音頻設(shè)備中，電路供電電壓為3.3V。在8Ω負(fù)載單端輸出62.5mW的情況下，橋式可輸出4×62.5=250mW。即有6dB的功增加。在增加功率輸出的同時(shí)，對(duì)頻率響應(yīng)也應(yīng)加以注意。
在圖6 所示的SE（單端）輸出情況下，接至負(fù)載的隔直耦合電容Cc是必不可少的，該電容器的容量比較大（3.3μF～1000μF），重量也較大，占印刷電路板的面積大，價(jià)格較貴。這個(gè)電容對(duì)系統(tǒng)的低頻響應(yīng)影響很大。這是由于這個(gè)電容和負(fù)載間形成的高通濾波而造成的。角頻率可由下式計(jì)算：
(2) 本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188491.htm
圖6 單端電路和頻率響應(yīng)圖
例如，在8Ω負(fù)載，輸出耦合電容為68μF時(shí)，將對(duì)293Hz以下的頻率加以衰減。而在BTL模式下，抵消了直流失調(diào)電壓，省掉了輸出輸出耦合電容，低頻特性只取決于輸出回路和揚(yáng)聲器特性。同時(shí)電路體積和造價(jià)也相應(yīng)降低。
2． BTL放大器效率：
線性放大器的效率低，這主要是因于輸出功率管上的管壓降。首先是功率輸出管上的直流壓降和輸出功率成反比，其次是由于正弦波本身的原因。管壓降可由VDD減去輸出電壓的RMS（均方根值）值得到，管壓降乘以電源電流的RMS，即可算出管耗。
雖然流過(guò)BTL，SE功率負(fù)載的電壓，電流都是正弦波，但是電源電流的波形是很不相同的。在SE模式下的電流波形是半波，而在BTL模式下是全波，這就意味著它們的波形因數(shù)（因子）不同，參見(jiàn)圖7。利用下面的公式可以計(jì)算放大器的效率： 
(3)
式中：
圖7 BTL放大器的電壓、電流波形
（4）
表2給出了輸出功率不同條件下計(jì)算得到的效率。當(dāng)輸出功率低時(shí)，電路效率也低，隨著輸出功率的增加，電路的功率也增加。在正常工作范圍內(nèi)，內(nèi)部功耗幾乎為恒定值。從方程（4）可以看出，電源電壓VDD下降，電路效率增加。
表2 3.3V 8Ω BTL模制中效率與輸出功率的關(guān)系
| 輸出功率（W） | 效率（%） | 峰值到峰值的電壓 | 內(nèi)部功耗 |
| 0.125 | 33.6 | 1.41 | 0.26 |
| 0.25 | 47.6 | 2.00 | 0.29 |
| 0.375 | 58.3 | 2.45 | 0.28 |
3．典型應(yīng)用電路
圖8是一個(gè)典型便攜式音頻放大電路，電路電壓增益為-10。
圖8 TPA711應(yīng)用電路
下面討論圖8中電路元器件的選用。
4．元件選用：
增益設(shè)定電阻RF，R1。
在BTL工作模式下，TPA711的增益由RF，R1由公式5決定：
（5）
公式（5）中系數(shù)-2是由于BTL電路在輸出端橋式電路輸出對(duì)稱(chēng)波形幅度較SE大一倍的原因。假定TPA711是一個(gè)MOS放大器。輸入阻抗很高，那么輸入電流就很小，電路噪聲隨RF的增加而增加。同時(shí)，RF的取值應(yīng)有一個(gè)范圍，以確保電路正常工作。假定放大器的反相輸出端等效阻抗為5～20kΩ，則電路等效阻抗可由等式（6）決定。
（6）
評(píng)論