新的運算放大器系列具有業界領先的速度與電源電流的關系。LTC6261 / LTC6262 / LTC6263 系列 (單通道、雙通道、四通道) 在 240μA 的低電源電流條件下提供了 30MHz 的電流,并具有 400μV 的最大失調電壓以及軌至軌輸入和輸出。結合1.8V至5.25V電源,這些運算放大器支持需要低功耗和低電壓性能不折不扣的應用。
橋接差分輸出放大器
帶寬下的低電源電流和噪聲性能允許以便攜式音頻設備中通常耗散的一小部分實現出色的保真度。與有源濾波器一樣,鑒于LTC6261的獨特功能,重新審視便攜式音頻設備耳機驅動器是一項合理的事業。
耳機揚聲器阻抗范圍為32Ω至300Ω;他們的責任,從每1mW80dB到100dBSPL及以上。例如,考慮每1mW具有90dBSPL的耳機揚聲器,需要100mW才能達到110dBSPL。32Ω時,RMS電流為56mA,電壓為1.8V;120Ω、29mA 和 3.5V。
圖1.音頻耳機橋接驅動器
給定一個 3.3V 電源和一個 LTC6261 放大器的輸出,可能沒有足夠的驅動能力來產生 100mW。然而,兩個180°相控相放大器的組合足以提供必要的驅動,以達到100mW以上的輸出功率。該橋式驅動電路的復制使左右兩側都能供電。
LTC6263 在一個小封裝中提供了四個放大器。來自 2 個放大器 LTC6262 驅動左側或右側信號的數據如圖 2 和圖 3 所示。兩個放大器的基本電流消耗,高達1VP-P輸入但無負載,為500μA。
圖2.LTC6262 橋式驅動器隨不同負載與頻率變化的 THD 和噪聲
圖3.LTC6262 橋式驅動器 THD 和噪聲隨不同負載與 1kHz 幅度的關系
該電路由第一個閉環增益= 1.5的反相增益級和隨后的反相級組成。反相級的組合產生單端輸入至差分輸出增益為3。
500mVP-P輸入,輸出為1.5VP-P,或 0.75V 最大值,或 0.53V有效值.對于 50Ω、500mV 輸入時,可提供大約 5.6mW 的輸出功率。1V 時P-P輸入時,電路提供22.5mW。請注意,LTC6261 輸出能夠隨負載擺動接近軌至軌,這很有幫助。
該電路在實驗室中的第一個構建產生了幾百Hz的顯著音調。事實證明,正輸入在所有頻率上都沒有很好地接地作為“交流接地”,因為電壓沒有牢固地固定。當使用單電源而不是雙電源時,需要固定電壓。采用單電源供電時,VM不是地,而是為使反相拓撲正常工作而創建的中軌電壓。產生V的電阻分壓器M具有較大的電阻值(例如,兩個 470K 串聯),以最大限度地減少額外的電源電流。大電容器可確保在低頻下具有強接地。事實上,增加一個大電容(1μF,與470k電阻并聯形成一個極點)消除了神秘的失真音調。
盡管靜態電流較低,但該驅動器可為耳機負載提供低失真。在足夠高的幅度下,失真會隨著運算放大器輸出削波而急劇增加。當輸出晶體管開始耗盡電流增益時,削波發生得更快,負載增加。
便攜式設備的一個重要問題是電池消耗。大聲播放的音樂或聽眾的音樂選擇會影響電池消耗率。設備的最終用途不受設計人員的控制。然而,靜態電流不是。由于設備的大部分時間可能都處于空閑狀態,因此靜態電流非常重要,因為它會不斷耗盡電池電量。LTC6261 的低靜態電流增加了電池放電時間。
結論
此處所示的應用利用了 LTC6261 運放系列中獨特的功能組合。這些器件的低靜態電流不會降低其性能,其性能通常為更耗電的器件保留。軌到軌輸入和輸出、關斷和封裝選擇是增加其多功能性的特性。
審核編輯:郭婷
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