应用笔记 3354

利用DirectDrive®技术从3.3V单电源产生2VRMS的音频线驱动


摘要 : 本应用笔记将Maxim的DirectDrive技术与传统的单电源供电音频线驱动器相比较,给出了DirectDrive结构的优点,特别是在机顶盒和电缆调制解调器应用中的优势。

传统的单电源供电音频线驱动器为了产生2VRMS的输出信号,需要9V至12V的供电电源。高电源电压将增大系统的尺寸,提高系统的成本和复杂性。Maxim的DirectDrive技术省去了高电源电压和大尺寸隔直流电容。MAX9724采用DirectDrive结构,工作在单电源3.3V,驱动10kΩ音频负载时可提供2VRMS的输出信号。

DirectDrive的优点

Maxim的DirectDrive技术利用电荷泵对正电源反相,产生一个内置的负电源电压,从而使放大器输出能够偏置在地电平。这种独特架构几乎使放大器的动态范围提高一倍(图1)。

图1. 传统放大器输出波形与Maxim的DirectDrive放大器输出波形
图1. 传统放大器输出波形与Maxim的DirectDrive放大器输出波形

为了获得最大动态范围,传统的单电源供电耳机放大器输出偏置在标称直流电压(典型值为电源电压的一半)。为了隔离直流偏置与耳机的连接,需要大容值的耦合电容。如果没有隔直电容,会有较大的直流电流注入到耳机内,造成不必要的功率损耗,并有可能导致耳机和耳机放大器的损坏。

与此相反,DirectDrive技术无需直流偏置电压,因而省去了隔直流电容。电荷泵只需要两个小尺寸陶瓷电容,而不是尺寸较大的钽电容,有效节省了电路板尺寸和系统成本,改善了耳机放大器的频率响应。

MAX9724设计方案

MAX9724电荷泵采用DirectDrive技术,能够从3.3V单电源产生内部-3.3V电源。因此,功率放大器可直接由±3.3V驱动,允许每路MAX9724的输出提供大于6V的峰-峰值。

图2. MAX9724典型应用电路
图2. MAX9724典型应用电路

MAX9724能够在3.3V供电时为典型的音频设备提供2VRMS输出,利用MAX9724评估板(EV kit)测试该应用电路,所得到的THD+N (总谐波失真和噪声)曲线如图3所示。MAX9724能够为10kΩ负载提供2VRMS的输出驱动,THD+N为0.0016%。

图3. MAX9724 THD+N与输出电压
图3. MAX9724 THD+N与输出电压

Maxim的DirectDrive技术在降低系统成本、减小系统尺寸的同时,可有效改善系统的性能指标。机顶盒与电缆调制解调器采用3.3V单电源供电,利用MAX9724能够为10kΩ音频负载提供2VRMS的驱动信号。另外,对于需要二阶低通滤波器的线输出放大器,MAX9724是一个理想的选择方案。