概述:LM4960是一种由两个音频放大器以桥式连接(BTL)组成的小功率放大器。
它奇特之处在于此功放中还集成了升压式DC/DC变换器,使输入工作电压为3V时,最大输出电压峰峰值可达24V。用这个升压后的电压(V1)作为功放的工作电压来驱动新型超薄型压电陶瓷扬声器。 压电陶瓷扬声器一般的电动式扬声器(动圈式)是用电流驱动的,而压电陶瓷扬声器采用锆钛酸铅一类压电陶瓷片及金属振膜组成,利用在压电片上加音频电压,压电片产生变形而形成振动发声的,所以它是由电压来驱动的。
新型压电陶瓷扬声器的外型如图1所示,其压电陶瓷片粘贴在金属振膜的上下两面,示意图如图2所示。严格地说这种“扬声器”是一种压电陶瓷片或发声片。若配有外壳(有一定空腔)则发声更响、效果更好。这种“扬声器”的特点是厚度薄,仅0.7mm;
重重轻,小于1g;直径为l6~2Omm;其电容重比一般的发声片大得多,有几百纳法到几微法(一般单面有压电陶瓷的仅5nF到0.O2μF);等效串联电阻为lO~l5Ω。由于它直径小、双面压电陶瓷片结构刚性大、因此驱动电压较一般发声片大得多,需要12~15V。
压电陶瓷发声片的频率特性比电动式扬声器差,但它薄而轻,功耗小,约5mW,最适合手机、PDA等类便携式应用。
为了用于低电压供电的便携式设备又能驱动要求高电压的压电陶瓷扬声器,所以,LM4960集成了升压式DC/DC变换器。
一、LM4960的结构
LM4960的内部结构如图3所示。
它由升压式DC/DC变换器①部分及由运放A及B组成的桥式放大器①两部分组成。
输入工作电压为3~7V,经升压后作功放的工作电压。升压的电压大小由外接电阻R1、R2的值确定,Vout与R1、R2的关系为:Vout=1.23V(1+R1/R2),选图中的R1、R2值,升压后的电压为12.IV。该升压电路工作频率为1.6MHz。
运放A及B的输入电阻Ri及反馈电阻Rf都可由用户设定,一般运放B组成单位增益放大器,增益主要由RiA及RfA确定。
桥式连接的功放可直接驱动扬声器,无需加隔直电容,图为直接驱动陶瓷扬声器。图3中两个R组成分压器,提供1/2Vout的偏置电压,Cb为偏旦电压旁路电容。
特点及主要参数LM4960的主要特点:工作电压为3~7V(最适用于一节锂离子电池);升压后的直流电压(Vout)为9.6~l6V;静态电流与工作电压Vin有关。THD+N=0.04%;有关闭升压式DC/DC变换器及功放功能,在关闭状态时耗电为30μA(典型值);有开机、关机噪声抑制;单位增益稳定;增益由外接电阻来设定;内部有过热保护;28管脚LLP封装。
管脚 | 符号 | 功能 |
1 | Bypass | 接0.22μF旁路电容 |
2 | VinB | 运放B的音频信号输入端 |
3、5、9、10、13-19、22、26 | NC | 空脚 |
4 | Vdd | 电源电压正极(3-7V) |
6 | RegSHDH | 升压电路关闭控制端,低电平有效(≤0.4V) |
7、12、24、25 | GND | 地 |
8 | FB | 升压电路输出电压反馈输入端 |
11 | SW | 内部开关管的漏极 |
20 | VinA | 运放A的输入端 |
21 | AmpSHDN | 功放电路关闭控制端,低电平有效(≤0.4V) |
23 | VoutA | 运放A的输入端 |
27 | V1 | 升压电路的输出电压端,即功放的电源输入端 |
28 | VoutB | 运放B的输出端 |
三、LM4960典型应用电路
LM4960的典型应用电跑如图5所示。
输入电压3V,升压电路由R1、R2设定,输出电压l2V,
输入27脚(V1)作为功放的工作电压。
音频信号输入VinA(经输入电容器CiA=0.O39μF及输入电阻RiA=20kΩ),其反馈电阻RfA为200kΩ。运放A的输出VoutA再经输入电阻RiB输入运放B,RiB=RfB=20kΩ。其总的增益为2(RfA/RiA),VoutA,VoutB直接电阻为20Ω的压解电容),在V1(27脚)的输入电压脚也需接4.7μF旁路电容。
该功放的6脚与21脚分别为升压电路关闭控制端及功放关闭控制端,一般由μC来控制,正常工作时接高电平,关闭时接低电平。
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