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低功耗運(yùn)算放大器:低功耗濾波器、耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器

出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-08-23 16:26:31 | 312 次閱讀

  耳機(jī)揚(yáng)聲器阻抗范圍從 32Ω 到 300Ω;其響應(yīng)度從每 1mW 80dB 到 100dBSPL 及以上。例如,假設(shè)耳機(jī)揚(yáng)聲器每 1mW 為 90dBSPL,則需要 100mW 才能達(dá)到 110dBSPL。對(duì)于 32Ω,RMS 電流為 56mA,電壓為 1.8V;對(duì)于 120Ω,RMS 電流為 29mA,電壓為 3.5V。

  假設(shè)電源為 3.3V,輸出為一個(gè) LTC6261 放大器,則驅(qū)動(dòng)能力可能不足以產(chǎn)生 100mW。但是,兩個(gè) 180° 相位放大器的組合足以提供必要的驅(qū)動(dòng)能力,以達(dá)到 100mW 以上的輸出功率。復(fù)制此橋式驅(qū)動(dòng)電路可為左右兩側(cè)供電。


  LTC6263 在一個(gè)小封裝中提供了四個(gè)放大器。圖 2 和圖 3 顯示了驅(qū)動(dòng)左聲道或右聲道的 2 放大器 LTC6262 的數(shù)據(jù)。兩個(gè)放大器的基本電流消耗(輸入高達(dá) 1V P-P  ,但沒(méi)有負(fù)載)為 500μA。
  該電路首先由一個(gè)閉環(huán)增益 = 1.5 的反相增益級(jí)和一個(gè)后續(xù)反相級(jí)組成。反相級(jí)的組合產(chǎn)生單端輸入至差分輸出增益 3。
  當(dāng)輸入為 500mV P-P  時(shí),輸出為 1.5VP-P,或 0.75V 最大值,或 0.53V RMS。當(dāng)輸入為 50Ω 時(shí),500mV 輸入可產(chǎn)生約 5.6mW 的輸出功率。當(dāng)輸入為 1V P-P時(shí)  ,該電路可產(chǎn)生 22.5mW 的功率。請(qǐng)注意,這有助于 LTC6261 輸出在帶負(fù)載的情況下接近軌至軌擺動(dòng)。

  在實(shí)驗(yàn)室中首次構(gòu)建此電路時(shí),產(chǎn)生了幾百 Hz 的明顯音調(diào)。事實(shí)證明,由于電壓沒(méi)有被牢固地固定,因此正輸入在所有頻率上都沒(méi)有很好地接地為“交流接地”。使用單電源而非雙電源時(shí),需要固定電壓。使用單電源時(shí),V M  不是接地,而是為使反相拓?fù)湔9ぷ鞫鴦?chuàng)建的中間軌電壓。產(chǎn)生 V M的電阻分壓器  具有較大的電阻值(例如,兩個(gè)串聯(lián)的 470k),以最大限度地減少額外的電源電流。大電容可確保低頻下的牢固接地。事實(shí)上,增加一個(gè)大電容(1μF,與并聯(lián)的 470k 電阻形成一個(gè)極點(diǎn))消除了神秘的失真音調(diào)。


  管靜態(tài)電流較低,但該驅(qū)動(dòng)器為耳機(jī)負(fù)載提供的失真較低。在足夠高的振幅下,隨著運(yùn)算放大器輸出削波,失真會(huì)急劇增加。隨著輸出晶體管開始耗盡電流增益,負(fù)載越大,削波越快發(fā)生。

  便攜式設(shè)備的一個(gè)重要問(wèn)題是電池消耗。大聲播放的音樂(lè)或聽眾的音樂(lè)選擇都會(huì)影響電池消耗的速度。設(shè)備的最終用途不受設(shè)計(jì)師控制。但靜態(tài)電流卻不受設(shè)計(jì)師控制。由于設(shè)備大部分時(shí)間可能處于閑置狀態(tài),因此靜態(tài)電流很重要,因?yàn)樗鼤?huì)持續(xù)消耗電池電量。LTC6261 的低靜態(tài)電流可延長(zhǎng)電池放電時(shí)間。
  結(jié)論
  這里展示的應(yīng)用利用了 LTC6261 運(yùn)算放大器系列的獨(dú)特功能組合。這些器件的低靜態(tài)電流不會(huì)降低其通常為耗電較大的器件保留的水平的性能。軌到軌輸入和輸出、關(guān)斷和封裝選擇是增加其多功能性的功能。
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