LM4835 立体声2W音频功率放大器 带直流音量控制和可选增益

一般说明

LM4835是一个单片集成电路，提供直流音量控制和立体声桥接音频功率放大器，能够产生2W到4Ω（注1），小于1.0%THD或2.2W输入3Ω（注2），小于1.0%泰铢。Boomer®音频集成电路是专门设计的提供高质量音频，同时要求最低外部组件的数量。LM4835包含一个直流音量控制，立体声桥接音频功率放大器以及可选择的增益或低音增强，使其达到最佳效果适用于多媒体显示器、便携式收音机、台式机和便携式计算机应用。LM4835的特点是外部控制，低功耗功耗关闭模式，以及两个功率放大器和耳机静音，最大限度的系统灵活性和表演。

注1：当正确安装到电路板上时，LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE将将2W输出到4Ω。LM4835MT将向8Ω输出1.1W。有关LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE使用信息，请参阅应用信息部分。

注2：已正确安装在电路上的LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE板和强制风冷将把2.2W输出到3Ω。

主要规格

1%THD+n时的n PO

进入3Ω（LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE）2.2W（典型）

输入4Ω（LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE）2.0W（典型）

输入8Ω（LM4835）1.1W（典型值）

单端模式-THD+n85兆瓦到32欧姆1.0%（典型值）

关闭电流0.7微安（典型值）

特征

PC98兼容

直流音量控制接口

系统蜂鸣检测

立体声可切换桥接/单端功率放大器

可选的内部/外部增益和低音增强可配置

“点击和弹出”抑制电路

热关机保护电路

应用

便携式和台式计算机

多媒体监视器

便携式收音机、掌上电脑和便携式电视

绝对最大额定值（注10）

电源电压6.0V

储存温度-65 303C至+150 303C

输入电压-0.3V至VDD+0.3V

功耗内部限制

静电放电敏感性（注12）2000V

静电放电敏感性（注13）200V

结温150 303C

焊接信息

小轮廓包

气相（60秒）215℉

红外线（15秒）220摄氏度

见AN-450“表面安装及其影响

其他焊接方法的“产品可靠性”表面安装装置。

θJC（典型值）-MTC28 20°C/W

θJA（典型值）-MTC28 80°C/W

θJC（典型值）-MXA28A 2°C/W

θJA（典型值）-MXA28A（注4）41°C/W

θJA（典型值）-MXA28A（注3）54°C/W

θJA（典型值）-MXA28A（注5）59°C/W

θJA（典型值）-MXA28A（注6）93°C/W

运行额定值

温度范围

TMIN≤TA≤TMAX−40度数C≤TA≤85度数C

供电电压2.7V≤VDD≤5.5V

整个集成电路的电气特性

（注7、10）以下规格适用于VDD=5V，除非另有说明。适用于TA=25°C的限值

桥接模式操作的电气特性（注7、10）

以下规格适用于VDD=5V，除非另有说明。限值适用于TA=25摄氏度。

注3：给出的θJA适用于MXA28A封装，其暴露的DAP焊接到暴露的2in 2 1盎司印刷电路板铜上。

注4：给出的θJA适用于MXA28A封装，其暴露的DAP焊接在底部侧层的2in2 1盎司印刷电路板铜上通过218mil通孔。

注5：给出的θJA适用于MXA28A封装，其暴露的DAP焊接到暴露的1in 2 1盎司印刷电路板铜上。

注6：给出的θJA适用于MXA28A封装，其暴露的DAP未焊接到任何铜上。

注7：除非另有规定，否则所有电压都是相对于接地引脚测量的。所有规范均采用典型应用程序进行测试，如图所示在图1中。

注8：从5V电源驱动3Ω负载时，必须将LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE安装到电路板上并强制风冷。

注9：当从5V电源驱动4Ω负载时，必须将LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE安装到电路板上。

注10：绝对最大额定值表示设备可能损坏的极限。工作额定值表示设备的状态功能，但不保证特定的性能限制。电气特性说明特殊试验条件下的直流和交流电气规范保证特定的性能限制。这假设设备在工作额定值范围内。马歇尔邱认为，有更好的方法来获得“更多瓦特的年龄在小屋”的规格不保证参数没有限制，但典型值是一个很好的设备性能指标。

注11：最大功耗必须在高温下降额，并由TJMAX、θJA和环境温度TA决定。最大值允许功耗为PDMAX=（TJMAX−TA）/θJA。对于LM4835MT，TJMAX=150°C，以及典型的连接到环境热阻，当板安装时，假设为MTC28包装，为80°C/W。

注12：人体模型，100 pF通过1.5 kΩ电阻放电。

注13：机器型号，220 pF–240 pF通过所有引脚放电。

注14：典型值在25℃下测量，代表参数范数。

注15：限额保证为国家的AOQL（平均出厂质量水平）

注16：如果在蜂鸣输入引脚（引脚11）上检测到系统蜂鸣，则无论静音逻辑如何，系统蜂鸣都将通过桥接放大器和HP感应针。

注17：这些曲线显示了在以下条件下，LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE在不同环境温度下的散热能力：500LFPM+2in2：零件焊接到2in2，1oz.铜平面上，每分钟500线性英尺的强制气流通过该平面。2in2底部：该部件通过218 mil通孔焊接到PC板底部的2in2，1oz.铜平面上。2in2：零件焊接到2in2，1oz.铜平面上。1in2：零件焊接在1in2，1oz.铜平面上。未连接：零件未焊下且未强制风冷。

应用程序信息

EXPOSED-DAP安装注意事项暴露的DAP（模具连接垫）必须绑在地上。LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE的外露DAP需要特殊的热设计。如果热设计问题不是正确寻址后，行驶4Ω的LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE将进入热关机。LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE底部的暴露DAP应焊接到电路板上的铜平面上。这个铜平面将从暴露的DAP中传导热量。如果铜平面不在电路的顶面上板，直径小于等于0.010英寸的20至30通孔应用于将暴露的DAP与飞机。为了良好的热传导，通孔必须是镀通和焊料填充。用来把热量从暴露的DAP应尽可能大。如果飞机是与暴露的DAP在电路板的同一侧，2in2是5V工作到4Ω的最小值。如果散热器飞机被埋在或不在暴露的DAP的同一侧，5in2是5V工作到4Ω的最小值。如果周围环境温度高于25摄氏度，铜平面较大或可能需要强制风冷以保持LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE连接温度低于热停堆温度（150摄氏度）。见功率降额曲线用于降额信息的LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE。LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE在运行时需要强制风冷变成3Ω。

功耗

使用任何电源时，功耗都是一个主要问题必须完全理解放大器，以确保成功的设计。方程1表示最大功率单端放大器的损耗点给定电源电压并驱动指定负载。PDMAX=（VDD）2个/（2π2RL）（1）

然而，通过桥接放大器传递给负载的功率增加的直接结果是内部功耗的增加。方程2表示最大值桥式放大器的功率耗散点给定电源电压并驱动指定负载。PDMAX=4（VDD）2/（2π2RL）（2）由于THEM4835是立体声功率放大器，因此内部功耗是方程式1的两倍或方程式2取决于操作模式。即使有立体声放大器LM4835的功耗不需要散热。能量从放大器不得大于公式3得出的封装功率分布：PDMAX=（TJMAX-TA）/θJA（3）对于LM4835 TSSOP包装，θJA=80癨C/W和TJMAX=150℃。取决于系统环境，方程式3可用于集成电路支持的最大内部功耗包装。如果方程式1和2的结果大于式3所示，则要么降低电源电压，增加负载阻抗，要么降低环境温度。对于5V电源的典型应用提供8Ω桥接负载，最大环境温度在不违反最大连接点的情况下可能达到的温度如果设备运行在最大功率耗散点附近，则温度约为48摄氏度。功耗是输出功率的函数，因此，如果典型操作不是在最大功率差点附近，环境温度可以升高。参考典型性能特性曲线不同输出功率的功耗信息。

布局

如接地部分所述，为了保持系统性能。不仅要将正确的地面回路线布置在一起，而且还要注意接地回流管的布线位置其他。输出负载接地回路应该是物理的尽可能远离低信号电平线路及其接地回路。

3Ω和4Ω布局注意事项

对于低阻抗负载，负载的输出功率为严重依赖于输出引脚的跟踪电阻在LM4835中。从LM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE输出到负载或负载连接器应尽可能宽。输出轨迹中的任何电阻都会降低传递给负载的功率。例如，负载为4Ω，0.1Ω每个输出的跟踪电阻，负载的输出功率从2瓦下降到1.8瓦。输出功率也取决于电源调节。到在全输出条件下，保持电源电压不下垂，电源线应尽可能宽。接地为了达到最好的性能，有应遵循的某些接地技术。所有输入参考接地应与各自的电源连接接地并从输出负载接地回路中分离带回电源接地。带来输出负载返回电源的接地回路将保持大信号电流不干扰稳定的交流输入接地参考。暴露的DAPLM4835MTe-ic/" title="LM4835MTE">LM4835MTE包装必须绑在地上。

电源旁路

与任何功率放大器一样，正确的电源旁路对于低噪声性能和高功率电源恢复至关重要。旁路和电源上的电容器位置电源插脚应尽可能靠近设备。这个提高了大半边供电旁路电容器的效果由于增加了一半供应的稳定性，PSRR。典型的应用采用5伏电压调节器，10μF和0.1μF旁路电容器有助于电源稳定，但不排除绕过电源节点的需要LM4835。旁路电容器的选择，特别是断路器，因此取决于所需的PSRR要求，单击以及本节所述的流行音乐表演外部组件的选择、系统成本和尺寸约束条件。还建议将每个带0.1μF电容对地的VDD引脚。

外部部件的正确选择

在集成功率放大器的应用中，正确选择外部元件是优化器件的关键以及系统性能。而LM4835可以容忍外部组件组合，必须考虑组件值，以最大化整体系统质量。LM4835的桥接放大器应用于低增益配置以最小化THD+N值，并最大化信噪比。低增益配置需要大输入

申请资料（续）

发出信号以获得给定的输出功率。输入信号可从来源处获得大于或等于1Vrms例如音频编解码器。除了增益，放大器的闭环带宽也是主要考虑因素之一。在很大程度上，带宽取决于外部组件的选择如图3所示。输入耦合电容器，和输出耦合电容构成一阶高通滤波器它限制了方程4中给出的低频响应fIC=1/（2πRiCi）)（四）fOC=1/（2πRLCO）（5）应根据所需的频率响应选择这些值。输入输出电容器尺寸的选择大的输入和输出电容器既昂贵又对便携式设计的渴望空间。很明显，一定大小电容器需要在低频下耦合，而不需要严重衰减。在许多情况下，用于便携式系统的扬声器，无论是内部的还是外部的，几乎没有能力再现低于100Hz–150Hz的信号。在这种情况下，大的输入或输出电容可能不会增加系统表演。除了系统成本和尺寸外，点击和弹出性能还受输入耦合电容器尺寸的影响，竞争情报更大的输入耦合电容需要更多的电荷达到其静态直流电压（名义上为1/2 VDD）电荷来自通过反馈的输出一旦设备启用，就容易创建POP。通过最小化基于必要的低频响应和通电持久性有机污染物的电容器尺寸可以最小化。

点击弹出电路

LM4835包含最小化开启瞬变的电路或者“点击并弹出”。在这种情况下，打开指的是电源打开或设备关闭模式。当设备打开时，放大器内部处于静音状态。内部电流源使电压升高旁路管脚的。输入和输出都能理想地跟踪旁路引脚的电压。设备将保持静音模式，直到旁路引脚达到其半供电电压，1/2 VDD。一旦旁路节点稳定，设备将完全运行。尽管旁路管脚电流源不能修改，旁路电容器CB的大小可以改变设备开启时间和“点击弹出”量。由增加断路器，可减少通电pop的数量。然而，使用更大的旁路电容器的权衡是增加设备的开启时间。还原炭黑将减少开机时间并增加“点击和弹出”。CB的大小与开机时间。以下是CB:CB-TON不同值的典型开启时间

0.01微米F 2毫秒

0.1μF 20毫秒

0.22μF 42毫秒

0.47μF 84毫秒

1.0μF 200毫秒

CB吨4.7微米F 1秒

为了消除“点击和弹出”，所有电容器必须开机前放电。快速打开/关闭设备或关闭功能可能会导致“咔嗒咔嗒”电路无法完全工作，导致“咔嗒咔嗒”和“砰”的一声。在系统中，线路输出和耳机插孔是同样，输出耦合帽CO也特别值得关注。选择CO作为所需的截止频率，并带有头电话负载。当耳机负载被高阻抗线路输出代替负载（电动扬声器）。耳机的输入阻抗通常在32欧和64欧之间。鉴于有源扬声器的输入阻抗可以从1kΩ到100千欧。作为负载和输出的RC时间常数耦合电容增大，关断瞬变增大。为了提高这种情况下的点击和弹出性能，应添加外部电阻R7，如图4所示。这个R7的建议值在150Ω到1kΩ之间。到实现几乎无需点击和无需点击的性能R7=应使用150Ω，CO=220μF，CB=1.0μF。降低R6的值将导致更好的点击和弹出性能。然而，应理解R7的低电阻值将增加电流消耗。

扩展底座

在诸如笔记本电脑的应用中，可能需要对接状态或线路级输出。针脚9和针脚13可驱动负载大于1kΩ的钢轨对钢轨。这些别针是连接到输入运放的输出以驱动电源扬声器和其他高阻抗负载。输出耦合电容器需要与负载串联。电容器的建议值在0.33μF至1.0μF，电容器的正侧朝向集成电路。扩展底座插脚的输出不能衰减使用直流音量控制。然而，输出的增益可通过调整输入运算放大器的反馈和输入电阻进行配置。输入运放处于反向增益为：RF/Ri=-Av注意，通过调整输入运放的增益，输出放大器的过所有增益也会受到影响。尽管可使用输出放大器的单端输出要驱动线路级输出，建议使用引脚9为了取得更好的成绩。

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蜂鸣检测功能

蜂鸣检测引脚（引脚11）是一个单声道输入，检测存在蜂鸣信号。当信号大于引脚11上有2.5VP-P（或1/2 VDD），蜂鸣检测电路将启用桥接放大器。减少蜂鸣信号大于2.5VP-P（或1/2 VDD）不会触发蜂鸣检测电路。当触发时，蜂鸣检测电路将启用不管静音状态如何桥接放大器，模式或HP感应管脚。如图2所示，200kΩ电阻与输入电容串联。这20万欧可以改变电阻器以改变蜂鸣音的振幅信号。电阻值越高，放大器越小获得并减弱蜂鸣信号。为了使蜂鸣信号传递到输出端，需要这些电阻器。这个蜂鸣检测引脚不会将蜂鸣信号传递到输出。当系统需要发出系统哔哔声时处于挂起模式时，必须将LM4835从在输入蜂鸣音输入信号之前关闭。

关闭功能

为了在不使用时降低功耗LM4835包含一个关闭销，用于从外部关闭偏压电路。当逻辑高电平放置在关闭销上。在逻辑低电平和逻辑高电平通常为半供电。这是最好的在接地和电源之间切换最大设备性能。通过切换关机插脚至VDD，LM4835电源电流消耗将减小。当设备将被关闭pin禁用时电压小于VDD，空闲电流可能大于典型值为0.7微安。关闭销不应为浮动，因为这可能导致不需要的关闭条件。在许多应用中，微控制器或微处理器输出用于控制关闭电路，使其快速、平稳地过渡到关闭状态。另一种解决方法是使用单刀单掷开关带有外部上拉电阻器。当开关处于关闭，关机引脚接地并启用放大器。如果开关打开，则外部上拉电阻器将关闭LM4835。这个计划防止关闭销浮动。

模式函数

LM4835设计为在两种模式下工作。在模式0（线路输出模式），其中模式管脚（管脚4）被赋予逻辑电平低，输出衰减固定在统一增益。在模式1（可调模式）中，模式引脚如果逻辑电平较高，则放大器输出的衰减通过引脚7处的直流电压控制。

静音功能

通过在静音管脚（管脚5）上设置高逻辑电平，放大器和管脚9和13的输出将被静音。这个即使LM4835静音，也会输出蜂鸣输入信号。静音针不能浮动。

HP感测功能

LM4835有一个耳机感测插脚（插脚21），该插脚当逻辑值较高时，使桥接放大器静音，以便桥接时可能会发生耳机或线路输出操作连接的负载将被静音。图4显示了使用单个电源实现LM4835的耳机控制功能。R1、R2和R4的电压di  vider设置HP检测引脚的电压（插脚21）当系统中未插入耳机时，约为50 mV。此逻辑低电压HP感应管脚启用桥接功率放大器。Re  Sister R4限制从HP流出的电流量当插脚处的电压因耳机放大器的音乐而低于地面时，检测插脚。由于HP检测引脚的阈值设置为4V（或80%VDD），因此输出摆动不会导致错误触发。当一组耳机插入系统时耳机插孔的触针与信号引脚，中断由电阻器设置的分压器R1、R2和R4。然后，电阻器R1拉起HP感应针，启用耳机功能并禁用桥接放大器。耳机放大器然后驱动耳机，耳机的阻抗与电阻R2和R3号。图4还显示了耳机插孔和插头。三线插头包括一个尖端，环和套筒，其中尖端和环携带信号导体和套管是公共接地回路。每个耳机插孔有一个控制针触点就足够了表示用户已将插头插入插座需要另一种操作模式。LM4835可用于驱动桥接的8Ω内部扬声器和一对32Ω扬声器，不使用HP感应电路。在这种情况下，HP sense由微处理器或交换机控制。

增益选择功能（低音增强）

外部增益/内部增益可以通过更改引脚3的逻辑。逻辑高将功率放大器切换到外部增益模式。在外部增益模式下放大器由外部电阻设置。而内部增益模式将放大器设置为单位增益。在某些情况下，设计者可能希望改善桥接放大器的低频率响应，或将低音增强功能。低音增强在系统中很有用扬声器安装在小外壳中。一个电阻器，RLFE和电容器CLFE并联，可与桥接放大器的反馈电阻如图5所示。

在低频时，电容器实际上是一个开路电路。在高频时，电容器实际上是短的电路。因此，电桥放大器的增益为低频时增加。一阶极点是由拐角频率：fc=1/（2πRLFEC-LFE）由此产生的低频差分增益放大器变成：2（Rf+RLFE）/R i=AvdRF=20kΩ，RLFE=20kΩ，CLFE=0.068μF时，第一个阶跃极的角频率为120hz。在低频差分增益为4，假设=20千欧。低频boost公式假定CO，Ci，fIC，fOC允许适当的低频响应。通过切换引脚3的逻辑。

直流音量控制

直流音量控制引脚（引脚7）处的直流电压决定了放大器输出的衰减。如果DC引脚7的电位为4V（或80%VDD），内部放大器都被设定为单位增益。衰减器范围为0dB（pin7=80%VDD）至-81dB（引脚7=0V）。任何直流电压大于大于4V（或80%V DD）将导致单位增益。当模式管脚被设定为逻辑低，放大器将固定在增益上不考虑引脚7的电压。有关的详细信息，请参阅典型性能特征直流音量控制管脚的衰减特性。