TPA6132A2正相單端放大器電路設(shè)計(jì)

摘要

TI 提供的TPA6132A2，因?yàn)槠?00dB 的高信噪比，0.01%的低失真度，出色的消除POP 聲的能力，以及極高的性價(jià)比，在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中，得到了廣泛的應(yīng)用。由于移動(dòng)設(shè)備芯片的集成度的提高，越來越多的芯片組選擇了單端的連接方式作為耳機(jī)通道的輸出。

TPA6132A2 同時(shí)提供了差分，以及單端反相放大的連接方式。但由于一些應(yīng)用，例如需要配合其他播放設(shè)備使用，對(duì)于輸出的相位有嚴(yán)格的要求，因此需要以正向的單端放大器的連接方式連接TPA6132A2。

本文將討論TPA6132A2 的正向單端放大器的連接方法，以及需要注意的事項(xiàng)。

1. TPA6132A2 簡(jiǎn)介

TPA6132A2 是TI 推出的DirectPath 系列的立體聲耳機(jī)放大器，由于集成了Charge Pump，提供了負(fù)電源，因此能夠輸出參考地的無直流分量的輸出波形，使得放大器不再需要大體積的輸出隔直電容。

TPA6132A2 作為一個(gè)全差分輸入的耳機(jī)放大器，提供了極高的共模抑制比以及電源抑制比，因此能夠達(dá)到極低的噪聲輸出水平。對(duì)于單端的連接，可以簡(jiǎn)單的將INL+和 INR+接地，輸入信號(hào)由INL-和INR-接入。此時(shí)TPA6132A2 構(gòu)成了反相放大電路，輸入的直流偏置為0V，直接由INL/R+供給，因此可以節(jié)省一對(duì)耦合電容并且由于播放中，耳機(jī)的左右聲道互相參考，因此同時(shí)被反相的兩個(gè)聲道保持同向。所以在TPA6132A2 的手冊(cè)中TPA6132A2 將反相放大電路作為了示例。而在實(shí)際的應(yīng)用中存在一些場(chǎng)景，存在非獨(dú)立參考的相位，此時(shí)聲波在空間會(huì)存在一定的抵消現(xiàn)象，因此一些設(shè)計(jì)，即使是使用耳機(jī)也希望采用DAC 輸出的原始相位。因此本文討論并提供了正確的正相放大器的接法。

圖一 TPA6132A2 單端反相放大器

2. TPA6132A2 正相放大器原理

A. TPA6132A2 內(nèi)部原理

TPA6132 集成了放大電路的反饋網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)G0, G1 管腳的配置，會(huì)使能不同的反饋網(wǎng)絡(luò)阻值，來得到不同的放大倍數(shù)。SGND 用于連接耳機(jī)左右聲道地線所共用的FM 電感，用于消除電感阻抗上左右聲道歸地電流引起的竄擾。

圖二 TPA6132A2 內(nèi)部反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

B. TPA6132A2 正相放大器連接方法

因?yàn)槎鷻C(jī)對(duì)于放大器直流分量過于敏感，且HPVSS 并不完全對(duì)稱與VBAT，因此需要引入直流反饋來減小輸出的直流分量，因此需要將INL-和INR-通過一個(gè)直流反饋電容接地。而由于前端芯片輸出一般都有較高的直流分量，因此需要在INL+和INR+端接入隔直電容。

圖三 TPA6132A2 單端正相相放大器

由于正向輸入腳和反相輸入腳的阻抗均相等，因此隔直電容和直流反饋電容可以選擇相同的容量，大小等于：

其中fc 為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率，一般取值小于20Hz，而Rin 可參考下表中的阻值。[!--empirenews.page--]

表一 不同增益下Rin 的阻值

3. 正相單端放大器使用注意事項(xiàng)

a. 輸入電容和反饋電容的選擇和噪聲抑制

因?yàn)檩斎腚娙莺头答侂娙菰诘皖l的容抗會(huì)計(jì)入反饋網(wǎng)絡(luò)，因此不匹配的電容會(huì)降低相應(yīng)頻段的共模抑制比，所以在實(shí)際應(yīng)用中可以選擇：

1. 精度高的電容作為輸入及反饋電容，這樣容抗能夠極大的接近，減小對(duì)于共模抑制比的影響;

2. 容量更大的電容作為輸入及反饋電容，這樣即使兩顆電容容量存在差異，但由于容抗相對(duì)于反饋電阻網(wǎng)絡(luò)較低，因此也能減小對(duì)于共模抑制比的影響。

b. 直流反饋電容的接地點(diǎn)

由于移動(dòng)式設(shè)備集成度高，因此很難規(guī)劃嚴(yán)格的回地電流，所以在實(shí)際的布線中需要考慮歸地電流對(duì)于電路的影響。一般選擇前級(jí)芯片的模擬接地點(diǎn)作為直流反饋電容的接地點(diǎn)，因?yàn)檩斎胄盘?hào)以及反饋能夠參考同樣的地，因此地線上拾取的噪聲能夠被放大器共模抑制消除。