MAX4410是MAXIM公司推出的一种小型便携式的耳机驱动器。该驱动器(音频功率放大器)与众不同的是一般单电源音频功率放大器需要一个1/2V\(_{DD}\)的偏置电压,无信号输入时输出电压为1/2V\(_{DD}\),而MAX4410采用了MAXIM公司的专利技术,内有电荷泵电压反转电路产生的-V\(_{DD}\)电压,无信号输入时输出电压为地电平,如图1所示。由于采用了这种直接驱动技术,省掉了大容量的输出耦合电容器,组成了两个输出80mW的AB类耳机放大器。由于电荷泵电压反转器产生的负电压接近VDD,所以它的工作电压近似为单电源电压的一倍,增加了输出功率;并且这种地电平的偏置改善了频率响应、减小空间并节省成本。其他特点有:每个通道在16Ω负载时可输出80mW;其THD+N为0.005%;电源抑制比(PSRR)高,在1kHz时高达90dB,在有较大噪声的电荷泵电源下无需另加线性稳压器;内部集成了“咔哒”及“嘭”声抑制电路;工作电压1.8V~3.6V(适合两节充电电池的应用);静态电流典型值4mA(单通道)、7mA(双通道);可独立地关闭左/右通道控制,实现省电的单通道放音;过热及短路保护;放大器输出端有±8kV静电放电保护;省空间的16焊球UCSP封装(2mm×2mm)及14管脚TSSOP封装;工作温度范围-40℃~+85℃。

器件的管脚排列如图2所示。

典型应用电路
MAX4410的典型应用电路如图3所示,图中也示出了内部的结构框图。

它由两个放大器组成左右通道立体声放音,每个放大器由SV\(_{DD}\)及SV\(_{SS}\)供电(SV\(_{SS}\)由电荷泵电压反转器产生),内部还有低电压锁存及关闭控制电路及开机、关机噪声抑制电路。
放大器的增益取决于R\(_{IN}\)及R\(_{F}\),其关系为:A\(_{VD}\)=-R\(_{F}\)/R\(_{IN}\),R\(_{F}\)=10kΩ时,有最佳的输出失调电压是,所以可以根据不同的增益要求来确定R\(_{IN}\)值。图中A\(_{VD}\)=-1,所以R\(_{F}\)=R\(_{IN}\)=10kΩ。失调电压的增加将会增加流入扬声器(或耳机)的直流电流。
输入电容CIN与RIN形成高通滤波器并起隔直作用,其-3dB截止频率f-3dB与CIN、RIN的关系为:f-3dB=1/(2πRIN×CIN),对于要求高保真时,可以取f-3dB=20Hz,按RIN=10kΩ计,CIN≈0.8μF,取1μF。CIN应采用钽电解电容器或铝电解电容器,而不采用高电压介电系数的陶瓷电容器,它可能在低频时会增加失真。
C1是电荷泵电路的泵电容,C2是电荷泵电路输出电容。C1、C2采用2.2μF的多层陶瓷电容器(采用X7R介质材料),不仅等效串联电阻(ESR)低,并且有良好的温度稳定性。C1、C2的容量与输出功率有关,如图4所示。采用低ESR的C2不仅可减小输出纹波电压,还可降低输出电阻。

C3是电源旁路电容器,用以降低电源的输出阻抗,并可减小电荷泵开关瞬态冲击。其值可与C1相等,并且C3尽可能接近PVDD与PGND端。C3=2.2μF,采用X5R介质的多层陶瓷电容器。
SHDNL————-及SHDNR————-是左、右通道关闭控制端。加低电平(≤0.3SV\(_{DD}\))时为关闭状态;加高电平(≥0.7SV\(_{DD}\))时,工作正常。SHDNL————-及SHDNR\(_{————}\)-是互相独立的。在不听立体声音乐时,可关掉一个通道达到省电的目的。
要注意的是,由于没有输出耦合电容,因此屏蔽套管必须与系统地隔离,并且在采用耳机插座作为其它设备线输出时,在屏蔽套管上的偏置电压与其他设备的地电平有冲突,其结果有可能损坏零件。
应用领域
MAX4410组成的立体声耳机驱动器,主要应用于笔记本式计算机、蜂窝电活、PDA(个人数字助理)、MP3播放机及便携式音频装置等。
编者注:有关MAX4410更详细的原厂资料可上网查询:
pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX4410.pdf
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(戴维德)