MAX9723：立體聲耳機(jī)放大器的卓越之選

在便攜式音頻應(yīng)用領(lǐng)域，空間和性能是兩個(gè)至關(guān)重要的因素。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一款專(zhuān)為解決這些問(wèn)題而設(shè)計(jì)的立體聲耳機(jī)放大器——MAX9723。

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一、產(chǎn)品概述

MAX9723是一款帶有BassMax、音量控制和I2C接口的立體聲DirectDrive耳機(jī)放大器。它非常適合那些對(duì)空間要求苛刻且性能至關(guān)重要的便攜式音頻應(yīng)用。該放大器采用單1.8V至3.6V電源供電，具備一系列特性，能夠減少外部元件數(shù)量、降低系統(tǒng)成本、節(jié)省電路板空間并改善音頻再現(xiàn)效果。

二、關(guān)鍵特性

2.1 DirectDrive架構(gòu)

傳統(tǒng)的單電源耳機(jī)放大器通常需要大的輸出耦合電容，而MAX9723采用了Maxim的DirectDrive架構(gòu)，消除了這一需求。它通過(guò)電荷泵創(chuàng)建內(nèi)部負(fù)電源電壓，使耳機(jī)放大器輸出偏置在0V，幾乎將動(dòng)態(tài)范圍提高了一倍，同時(shí)無(wú)需大的直流阻隔電容。這不僅節(jié)省了電路板空間和成本，還改善了耳機(jī)放大器的低頻響應(yīng)。

2.2 低功耗與保護(hù)功能

MAX9723在1.8V時(shí)僅消耗3.7mA的電源電流，具有短路和熱過(guò)載保護(hù)功能，并且在-40°C至+85°C的擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)完全符合規(guī)格要求。此外，它還具備5μA的低功耗關(guān)斷模式，可降低靜態(tài)電流消耗并延長(zhǎng)電池壽命。

2.3 出色的音頻性能

該放大器能夠向16Ω負(fù)載提供62mW的功率，具有低至0.006%的THD+N和高達(dá)90dB的PSRR。同時(shí)，它還具備業(yè)界領(lǐng)先的咔嗒聲和爆音抑制功能，確保音頻輸出的純凈度。

2.4 集成功能

MAX9723集成了32級(jí)音量控制和BassMax功能。音量控制通過(guò)I2C/SMBus兼容接口進(jìn)行編程，無(wú)需外部電位器。BassMax功能可以增強(qiáng)放大器的低音響應(yīng)，改善使用廉價(jià)耳機(jī)時(shí)的音頻再現(xiàn)效果。

三、產(chǎn)品型號(hào)與參數(shù)

3.1 型號(hào)選擇

3.2 電氣特性

在電氣特性方面，MAX9723的各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)出色。例如，在電源電壓范圍為1.8V至3.6V時(shí)，靜態(tài)電源電流典型值為4mA，關(guān)斷電源電流最大值為8.5μA。其輸出偏移電壓在不同增益設(shè)置下也有明確的范圍，輸入電阻在所有音量級(jí)別下為10kΩ至27kΩ等。具體電氣特性參數(shù)可參考文檔中的詳細(xì)表格。

四、工作原理與功能實(shí)現(xiàn)

4.1 電荷泵

MAX9723的電荷泵具有低噪聲特性，600kHz的開(kāi)關(guān)頻率遠(yuǎn)高于音頻范圍，不會(huì)干擾音頻信號(hào)。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器具有受控的開(kāi)關(guān)速度，可最大限度地減少開(kāi)啟和關(guān)閉瞬變產(chǎn)生的噪聲。通過(guò)增加C2的大小，可以實(shí)現(xiàn)額外的高頻噪聲衰減。

4.2 關(guān)斷功能

關(guān)斷功能可通過(guò)硬件或軟件接口進(jìn)行控制。將SHDN引腳拉低可禁用驅(qū)動(dòng)放大器、偏置電路、電荷泵，并將耳機(jī)放大器輸出阻抗設(shè)置為20kΩ。同樣，當(dāng)控制寄存器中的位七（B7）復(fù)位時(shí)，MAX9723也會(huì)進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。

4.3 咔嗒聲和爆音抑制

由于MAX9723無(wú)需輸出耦合電容，因此不會(huì)出現(xiàn)因電容充放電而產(chǎn)生的可聽(tīng)瞬變。此外，它還具備廣泛的咔嗒聲和爆音抑制功能，可消除設(shè)備內(nèi)部的任何可聽(tīng)瞬變?cè)础?/p>

4.4 BassMax功能

典型的耳機(jī)在低頻響應(yīng)方面存在不足，而MAX9723的BassMax功能可以通過(guò)增加放大器在低頻的增益來(lái)補(bǔ)償耳機(jī)的低音響應(yīng)。通過(guò)連接在OUT_和BB_之間的外部組件，可以對(duì)BassMax的增益和截止頻率進(jìn)行編程。

4.5 音量控制

MAX9723集成了32級(jí)音量控制，可根據(jù)命令寄存器中的代碼調(diào)整輸出放大器的增益。音量通過(guò)命令寄存器位[4:0]進(jìn)行編程，不同型號(hào)的增益設(shè)置有所不同，具體可參考文檔中的詳細(xì)表格。

4.6 串行接口

該放大器采用I2C/SMBus兼容的2線(xiàn)串行接口，由串行數(shù)據(jù)線(xiàn)（SDA）和串行時(shí)鐘線(xiàn)（SCL）組成。SDA和SCL可在高達(dá)400kHz的時(shí)鐘速率下實(shí)現(xiàn)MAX9723與主機(jī)之間的通信。

五、應(yīng)用與設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

5.1 應(yīng)用領(lǐng)域

MAX9723適用于多種便攜式音頻設(shè)備，如PDA音頻、便攜式CD播放器、迷你光盤(pán)播放器、支持MP3的手機(jī)和MP3播放器等。

5.2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

5.2.1 功率耗散與散熱

線(xiàn)性功率放大器在正常工作條件下會(huì)消耗大量功率。如果功率耗散超過(guò)額定封裝耗散，可通過(guò)降低VDD、增加負(fù)載阻抗、降低環(huán)境溫度或添加散熱片等方式來(lái)解決。

5.2.2 輸出動(dòng)態(tài)范圍

在設(shè)置最大輸出增益之前，需要了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，以避免輸出信號(hào)削波?？赏ㄟ^(guò)典型工作特性中的THD+N與輸出功率曲線(xiàn)來(lái)確定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。

5.2.3 組件選擇

輸入耦合電容、電荷泵飛跨電容、電荷泵保持電容和BassMax增益設(shè)置組件的選擇都對(duì)放大器的性能有重要影響。例如，輸入耦合電容應(yīng)選擇具有低電壓系數(shù)電介質(zhì)的電容，以避免低頻失真；電荷泵飛跨電容和保持電容的大小會(huì)影響電荷泵的負(fù)載調(diào)節(jié)和輸出阻抗等。

5.2.4 布局與接地

正確的布局和接地對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。應(yīng)將PGND和SGND在印刷電路板上的單點(diǎn)連接，將PVSS連接到SVSS并通過(guò)1μF電容旁路到PGND，將VDD旁路到PGND。同時(shí)，應(yīng)將電源旁路電容和電荷泵電容盡可能靠近MAX9723放置，將PGND和所有攜帶開(kāi)關(guān)瞬變的走線(xiàn)遠(yuǎn)離SGND和音頻信號(hào)路徑，將數(shù)字信號(hào)走線(xiàn)遠(yuǎn)離音頻信號(hào)路徑。

六、總結(jié)

MAX9723作為一款高性能的立體聲耳機(jī)放大器，憑借其獨(dú)特的DirectDrive架構(gòu)、豐富的功能和出色的音頻性能，為便攜式音頻應(yīng)用提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要充分考慮其各項(xiàng)特性和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以確保系統(tǒng)的最佳性能。各位電子工程師在遇到便攜式音頻設(shè)計(jì)需求時(shí)，不妨考慮一下MAX9723，相信它會(huì)給你帶來(lái)意想不到的效果。大家在使用MAX9723的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。