TA2024

TA2024

TA2024是Tripath出品的雙聲道T類(Class-T)數字音頻功放晶片。

晶片簡介

TA2024 TA2024

TA2024採用Tripath獨創的DigitalPowerProcessing™數碼功率處理技術,在提高功放效率的同時保持了音頻的保真度,使得Class-T功放既有媲美AB類音頻功放的音質,又有D類音頻功放的高效率。TA2024有極高的轉換效率,可為每個聲道輸出最高達15W的功率,而產生的熱量僅有普通甲類功放的1/8左右,很符合當前的低碳環保理念,通過合理的電路設計和PCB布局,完全可以摒棄額外的散熱器。適合DIY桌面音響的功放系統,在成品機中也早有套用,如SonicImpactTechnologiesT-AMP;HiVi惠威S3W等。TripathCalass-T系列晶片由於各種原因已經停產,但市場仍有存貨流通,並深受DIYer的喜愛。

封裝與引腳功能

封裝圖

TA2024採用36引腳PSOP封裝。

TA2024 TA2024

引腳功能

1 +5VGEN 5V電壓調節端

2/3 DCAP2/1 外接電容充/放電端

4 V5D 數字直流5V

9 V5A 模擬直流5V

5/8/17 AGND1/2/3 模擬地

6 REF 內部參考電壓(1.0V左右)

7 OVERLOADB 過流輸出端(低電平有效)

10/14 OAOUT1/2 左右聲道輸入級輸出端

11/15 INV1/INV2 左右聲道輸入端(單端輸入)

12 MUTE 靜音控制輸入端

16 BIASCAP 輸入偏置電壓端

18 SLEEP 休眠模式控制端

19 FAULT 過熱保護輸出端(高電平有效)

20/35 PGND2/1 電源地

22 DGND 數字地

24/27/31/28 OUTP2/OUTM2;OUTP1/OUTM1 左/右通道放大器輸出端(橋接)

25/26/9/30 VDD 電源供電端(12V)

33 VDDA 模擬供電端,12V

36 CPUMP 外接電容充電端

13/21/23/32/34 NC

電氣特性

VDD=12V,F=1kHz,測量頻寬=22kHz,RL=4Ω,TA=25℃

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN. TYP. MAX. UNITS
Po Output Power (Continuous Average/Channel) THD+N = 0.1% RL = 4Ω RL = 8Ω THD+N = 10% RL = 4Ω RL = 8Ω 9 5.5 12 8 11 6 15 10
W W W W
IDD,MUTE Mute Supply Current MUTE = VIH
5.5 7 mA
IDD,SLEEP Sleep Supply Current SLEEP = VIH
0.25 2 mA
Iq Quiescent Current VIN = 0 V
61 75 mA
THD + N Total Harmonic Distortion Plus Noise PO = 9W/Channel
0.03
%
IHF-IM IHF Intermodulation Distortion 19kHz, 20kHz, 1:1 (IHF)
0.10 0.5 %
SNR Signal-to-Noise Ratio A-Weighted, POUT = 15W, RL = 4Ω
98
dB
CS Channel Separation f = 1 kHz 20 Hz < f < 20 kHz 50 85 60
dB dB
PSRR Power Supply Rejection Ratio Vripple = 100mV. 60 80
dB
η Power Efficiency POUT=10W/Channel,RL=8Ω
90
%
VOFFSET Output Offset Voltage No Load, MUTE = Logic Low
50 150 mV
VOH High-level output voltage (FAULT & OVERLOAD)
3.5

V
VOL Low-level output voltage (FAULT & OVERLOAD)


1 V
eOUT Output Noise Voltage A-Weighted,input AC grounded
100
μV

套用電路

典型套用電路

圖為官方推薦的TA2024典型套用電路。

TA2024 TA2024

製作要點

在電路中,Pin1(+5VGEN)是晶片輸出其內部產生的5V基準電源,電阻分壓後得到約2.4V偏壓,通過1M左右電阻接輸入管腳,調節分壓電阻,就可以調節輸出的直流電平(註:最佳輸出直流U0=0V,過大的直流電平可能引起靜態噪音並導致開關機衝擊聲,甚至損壞揚聲器)。功放輸入採用比較典型的電容耦合形式,R5和R6是反饋電阻,和輸入電阻一起決定了功放增益Av,例如第一個聲道增益 Av1=12×(R5/R2)。

Pin12是MUTE(靜音)控制輸入引腳。將該引腳上拉到高電平(5V邏輯)時候,處於“靜音”狀態;接地時候則為“非靜音”,即正常工作狀態。需要注意該引腳具有內部上拉,所以如果懸空不用,晶片默認處於“靜音”狀態。

Pin19 是Fault(出錯標誌)輸出引腳。如果電路出現過熱、輸出對地短路等情況,該引腳輸出高電平。

將Pin12和Pin19連線起來,如果有出現上述錯誤,則會自動將功放置為“靜音”狀態,防止晶片燒毀。

另外晶片還有SLEEP(休眠)輸入控制和Over Load(過載)狀態輸出引腳,可根據實際情況加以利用。

注意到功放的輸出實際上是平衡形式的,沒有公共地。輸出接有LC濾波網路,這是因為T類功放的輸出帶有高頻信號。10uH電感和0.47uF電容大概設定頻率截止點73kHz。輸出另外帶有阻容串連的茹貝爾(Zobel)濾波網路,同樣也是為了濾去高頻,同時可以降低負載阻抗變化。另外還有一個電容跨接在揚聲器兩極,這個可以使負載接近“純電阻”。

在輸出還接有4個肖特基二極體,靠近輸出引腳,可以防止輸出信號水平低於地電平,防止損壞晶片內的輸出功率管。選擇合適的反向擊穿電壓的型號,還可以防止過高的輸出電平出現。

製作實例

TA2024的實際套用 TA2024的實際套用

TA2024構成的電路具有80%以上的效率,在10W(@8歐)情況下,效率達到了88%,所以不需要大的散熱器來支持(除非電路設計不合理,導致異常發熱),一般情況下使用電路板的露銅來散熱就足夠了。所以TA2024晶片也設計成貼片(而不是TO-220類型),下方有金屬導熱塊。額外地增加散熱器無助於散熱,因為TA2024的晶片晶體是貼在下表面金屬塊上的,發熱傳導到上方很少,也很慢,在晶片上方增加散熱器反而導致空氣不流通,影響散熱效果。

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