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一般说明
LM4819是一个单桥功率放大器，能够将350mWRMS输出功率传输到16Ω负载中或300mWRMS输出功率到8Ω负载和10%来自5V电源的THD+N。设计了LM4819 Boomer音频功率放大器特别是提供高质量的输出功率和最小的印刷电路板面积与表面贴装封装和最小外部组件的数量。因为LM4819没有需要输出耦合电容器、自举电容器或缓冲网络，它最适合于低功耗的便携式应用。单位增益稳定LM4819的闭环响应可使用外部增益设置电阻器进行配置。这个设备在LLP、MSOP等包类型中可用适合各种应用。
主要规格
THD+n，1kHz，350mW连续平均输出
功率为16Ω10%（最大）
THD+n，1kHz，300mW连续平均输出
功率为8Ω10%（最大）
关机电流0.7μA（典型值）
特征
LLP、SOP和MSOP表面贴装包装。
打开/关闭点击抑制。
单位获得稳定。
最小外部组件。
应用
通用音频
便携式电子设备
信息设备（IA）
绝对最大额定值（注2、3）
电源电压6.0V
储存温度−65˚C至+150˚C
输入电压−0.3V至VDD+0.3V
功耗（PD）（注4）内部有限
ESD敏感度（注5）3.5kV
静电放电敏感性（注6）250V
结温（TJ）150˚C
焊接信息（注1）
小号外形包
气相（60秒）215˚C
红外线（15秒）220˚C
热阻
θJC（MSOP）56˚C/W
θJA（MSOP）210˚C/W
θJC（SOP）35˚C/W
θJA（SOP）170˚C/W
θJA（LLP）117˚C/W（注10）
θJA（LLP）150˚C/W（注11）
运行额定值（注2、3）
温度范围
TMIN≤TA≤TMAX−40˚C≤TA≤85˚C
电源电压2.0V≤VCC≤5.5V
电气特性VDD=5V（注2、3）
以下规格适用于VDD=5V，RL=16Ω，除非另有说明。TA=25°C时的限值
电气特性VDD=3V（注2、3）
以下规格适用于VDD=3V和RL=16Ω负载，除非另有说明。限值适用于TA=25˚C。
电气特性VDD=3V（注2、3）
以下规格适用于VDD=3V和RL=16Ω负载，除非另有说明。限制适用于TA=25℃（续）
注1：有关焊接表面贴装设备的其他方法，请参阅AN-450“表面安装及其对产品可靠性的影响”。
注2：除非另有规定，否则所有电压均相对于接地引脚进行测量。
注3：绝对最大额定值表示设备可能发生损坏的极限值。工作额定值表示设备的工作条件功能性的，但不保证特定的性能限制。电气特性说明特定试验条件下的直流和交流电气规范保证特定性能限制。这假设设备在工作额定值范围内。对于无限制的参数，规格不作保证被给予。然而，典型值是设备性能的良好指示。
注4：最大功耗必须在高温下降低，并由TJMAX、θJA和环境温度TA决定。最大值允许功耗为PDMAX=（TJMAX–TA）/θJA。对于LM4819，TJMAX=150˚C，当电路板连接至环境热阻（θJA）时，其典型连接点为环境热阻（θJA）MSOP包安装为210˚C/W，SOP包为170˚C/W。
注5：人体模型，100pF通过1.5KΩ电阻放电。
注6：机型，220pF–240pF电容器通过所有引脚放电。
注7：典型规范在25℃下规定，代表参数规范。
注8：检测限值保证为国家AOQL（平均出厂质量水平）。
注9：数据表最小/最大规格限值由设计、试验或统计分析保证。
注10：给定θJA用于LDA08B中的LM4819封装，暴露的DAP焊接到印刷电路板铜垫上，面积等于暴露在外的磷酸二铵本身。LDA08B封装的外露DAP应与GND或电气隔离的铜区进行电气连接。
注11：给定θJA用于LDA08B中的LM4819封装，暴露的DAP未焊接到任何印刷电路板铜上。
注12：关机引脚（引脚1）应尽可能靠近VDD，以获得关机模式下的最小电流。
典型性能特征
典型性能特征（续）
申请信息
网桥配置说明
如图1所示，LM4819包括两个可操作的放大器。外部电阻，Ri和RF设置闭环第一个放大器的增益（以及整个放大器），而两个内部20kΩ电阻器将第二个放大器的增益设置为-1。LM4819通常用于驱动连接在两个放大器输出之间的扬声器。图1显示了作为输入的Amp1服务器的输出到Amp2，这导致两个放大器产生信号大小相同，但相差180˚。利用这个相位差，在V01之间放置一个负载以及V02和差速驱动（通常称为“桥接模式”）。这将导致微分增益平均值=2*（射频/里)
（一）
桥模式不同于单端放大器连接在单个放大器输出之间的驱动负载和地面。对于给定的电源电压，电桥模式具有与单端配置相比的显著优势是：差分输出使负载上的电压摆动加倍。相比之下，这将产生四倍的输出功率在相同的条件下连接到单端放大器。这个可达到输出的增加假定放大器不受电流限制或输出信号未被截断。到在选择放大器的闭环增益，请参阅音频功率放大器设计示例部分。差分电桥输出的另一个优点是没有网络负载上的直流电压。这是由于偏压V01造成的和V02的一半供给。这样就消除了耦合电容单电源，单端放大器所需要的。消除单端配置中的输出耦合电容会迫使单个电源放大器的半电源偏置电压通过负载。半电源偏压产生的电流增加了内部IC功耗并可能永久性损坏扬声器等负载。
功率损耗
在设计
成功的桥接或单端放大器。方程式（2）说明在给定电源电压下工作的单端放大器的最大功耗点，以及驱动指定负载。PDMAX=（VDD）2/（2π2RL）（W）单端（2）然而，通过桥接放大器传递给负载的功率增加的直接后果是在相同给定条件下工作的桥式放大器的内部功耗点。方程式（3）说明桥式放大器的最大功耗点在给定的电源电压下运行并驱动指定的装载。PDMAX=4（VDD）2/（2π2 RL）（W）桥模式（3）LM4819在一个封装中有两个运算放大器最大内部功耗是4倍单端放大器的那种。然而，即使这样大幅度增加了功耗，Lm4819做到了不需要散热。根据方程式（3），假设5V电源和8Ω负载，最大功率差为633mW。最大功耗点由式（3）得出的功率分布不得超过式（4）预测的功率损耗：PDMAX=（TJMAX-TA）/θJA（W）对于微型MUA08A封装，θJA=210˚C/W，对于M08A包，θJA=170˚C/W，TJMAX=150˚CLM4819。对于给定的环境温度，TA，方程（4）可以用来找到最大的内部功耗由IC封装支持。如果式（3）的结果是大于方程（4）的结果，则减小提供电压，增加负载阻抗，或降低环境温度。对于使用M08A封装的LM4819带有5V电源和8Ω负载时，不超过最高结温的最高环境温度约为42˚C。如果使用MUA08A包装零件，则相同的电源电压和负载，最大环境温度为17℃。在这两种情况下，假定设备表面贴装部件是否在最大值附近工作功耗点。假设设备是在最大功耗点附近运行对于8Ω负载不正确。最大功耗当输出功率等于最大值时发生点功耗或50%的效率。LM4819不是能够在8Ω负载的最大功耗点运行所需的输出功率电平（633mW）。要找到最大功耗，图形功率必须使用功耗vs.输出。从图8Ω负载和5V电源约为575mW。替换此值回到方程式（4）中PDMAX，并使用θJA=210˚C/W对于MUA08A组件，最大环境温度计算为29°C。使用θJA=170°C/WM08A包装，最高环境温度为52˚C。参考典型性能特性曲线低输出功率的功耗信息以及在给定条件下每个包的最大功耗环境温度。
电源旁路
与任何功率放大器一样，正确的电源旁路是对低噪音性能和高功率电源至关重要拒绝。与旁路和电源相连的电容器电源引脚应尽可能靠近LM4819可能。连接在旁路引脚之间的电容器接地提高了内部偏压的稳定性，提高PSRR。PSRR的改进随着旁路引脚电容值的增加而增加。典型应用采用5V调节器，10μF和0.1μF有助于供电稳定的滤波电容器。他们的存在，但是，并不能消除绕过LM4819的电源节点。旁路电容器值的选择，特别是CB值，取决于所需的PSRR需求，点击弹出性能，如第节，正确选择外部组件，如以及系统成本和规模限制。
关机功能
施加在LM4819停机引脚上的电压控制停机功能。启动微电源关闭将VDD应用于关机引脚。激活时LM4819的微电源关闭功能关闭了放大器的偏置电路，降低了电源电流。逻辑阈值通常为1/2VDD。通过施加与尽可能靠近关闭引脚的VDD。A电压小于VDD可能会增加关机电流。通过以下方式避免间歇性或意外的微电源关闭确保停机销不浮动，但连接到VDD或GND。
申请信息（续）
有几种方法可以激活微电源关机。其中包括使用单极单掷开关微控制器，或微处理器。使用开关时，将外部10kΩ连接至100kΩ上拉电阻器关机引脚和VDD。将开关连接到停机引脚和接地。选择普通放大器通过闭合开关进行操作。打开开关con通过上拉电阻器将停机引脚连接至VDD，启动微电源关闭。开关和电阻器确保停机销不会浮动。这样可以防止不必要的状态变化。在带有微处理器或微控制器的系统中，使用数字输出应用至停机引脚的控制电压。使用驱动引脚消除了上拉电阻正确选择外部部件优化LM4819的性能需要正确选择外部组件。尽管LM4819可以工作当使用公差较大的外部部件时，通过优化组件价值实现最佳性能。LM4819是统一增益稳定，给设计师最大的设计灵活性。增益应设置为不再比给定的应用程序需要的多。这使得放大器能够实现最小THD+N和最大信噪比。这些参数作为闭环被破坏增益增加。然而，低增益要求输入信号具有更大的电压波动以达到最大输出权力。幸运的是，许多信号源（如音频CO dec）的输出为1VRMS（2.83VP-P）。请参考音频功率放大器设计部分，了解有关选择适当增益的更多信息。另一个重要的考虑因素是放大器的闭环带宽。在很大程度上，带宽取决于外部组件的选择如图1所示。这个输入耦合电容器，Ci，形成一阶高通滤波器这限制了低频响应。这个值应该是根据需要的频率响应选择下文讨论了不同的原因
输入电容值选择
放大最低的音频频率需要很高的值输入耦合电容器（图1中的Ci）。高价值电容器价格昂贵，可能会影响空间便携式设计的效率。在很多情况下，演讲者用于便携式系统，无论是内部还是外部，都有重现150Hz以下信号的能力很小。应用使用频率响应有限的扬声器收效甚微通过使用大输入电容器进行改进。除了影响系统成本和规模外，Ci对LM4819的点击和弹出性能。当供应首先施加电压，产生一个瞬态（pop）作为输入电容器上的电荷从零变为静止状态。波普的大小是成正比的输入电容值。需要更高价值的电容器达到静态直流电压的时间更长（通常为1/2 VDD）当用固定电流充电时。放大器的输出通过反馈电阻给输入电容充电，射频。因此，选择不高的输入电容值比需要满足所需的-3dB频率可以最小化持久性有机污染物。如图1所示，输入电阻（Ri)以及输入电容器，Ci产生a-3dB高通滤波器截止频率这可以用方程式（5）。
f-3dB = 1/(2 πRiCi) (Hz)f-3dB=1/（2πRiCi）)（赫兹）
例如使用低频扬声器限值150Hz，Ci，使用式（5）为0.063μF。0.39μF图1所示的Ci允许LM4819驱动一个高电平效率高，全音域扬声器，响应向下延伸至20Hz。除了优化输入电容值，旁路电容值，CB需要仔细考虑。旁路电容器的值对于最小化是最关键的打开pops，因为它决定了LM4819的速度打开。LM4819的输出速度越慢静态直流电压（名义上为1/2VDD）越小打开pop。当CB小于1.0μF时，设备将正常工作（无操作系统或摩托艇）设备将更容易受到开机点击和。因此，等于或大于1.0μF的CB值为除最具成本敏感性的设计外，其他设计均推荐使用。
旁路电容值选择
除了最小化输入电容器的尺寸外，还应仔细考虑电容器CB的值连接到旁路插脚。既然CB决定了LM4819快速进入静态操作，其值为当最小化开启POP时至关重要。速度越慢LM4819的输出斜坡到他们的静态直流电压（名义上是1/2VDD），越小的打开波普。选择CB等于1.0μF，Ci值很小（在0.1μF至0.39μF）产生无点击和无弹出关闭功能。如上所述，选择Ci不大于比所需带宽有助于最小化咔嚓咔嚓一声。
优化点击和弹出减少性能
LM4819包含的电路可以最大限度地减少开启和停堆瞬态或“咔嚓咔嚓”声。为了这次讨论，接通是指施加电源或电源电压或关闭模式停用时。当力量供应正逐渐上升到它的最终值，LM4819的内部放大器配置为单位增益缓冲器。内线电流源给旁路电容器的电压充电，CB，以受控线性方式连接到旁路引脚态度。理想情况下，输入和输出跟踪电压在旁路电容器上充电。内部收益放大器保持统一直到旁路电容器完全充电至1/2VDD。一旦旁路上的电压电容器稳定，装置可以完全运行。虽然旁路引脚电流不能修改，改变旁路电容器CB的大小会改变设备的开启时间和“咔嚓咔嚓”的大小。增加CB的值会降低开启的幅度。然而，这是一个折衷：作为CB的大小增加，开启时间（吨）增加。有一条直线断路器尺寸与开启时间的关系。以下是不同值的典型开启时间断路器
申请信息（续）
为了消除“咔嗒”声，所有电容器必须开机前放电。快速切换VDD可能不会使电容器完全放电，这可能导致“咔嚓咔嚓”一声。音频功率放大器设计实例以下是所需的操作参数：鉴于：输出功率100mW负载阻抗16Ω输入电平1Vrms（最大）输入阻抗20kΩ带宽100Hz–20kHz±0.25dB设计从指定最小电源电压开始获得规定输出功率所必需的。找到这个最小电源电压，使用输出功率与电源典型性能特性中的电压图第节。从16Ω负载的图中可以看出，（图中所示为8Ω，16Ω和32Ω负载）100mW输出的电源电压1%THD+N的功率约为3.15伏
额外的电源电压带来了允许LM4819在超过100mW，无输出信号限幅或声音扭曲。电源电压的选择也不能产生违反最大耗散的情况在功率耗散部分。例如，如果额外净空选择3.3V电源，然后根据式（3）最大功率耗散点16Ω负载为138mW。使用方程式（4），MUA08A组件的最大室温为121°CM08A包装为126˚C。在满足LM4819的功耗要求后，利用方程求出最小微分增益（6） 。
因此，1.27 V/V的最小增益允许LM4819达到最大输出摆幅，保持低噪声和THD+N性能。对于本例，让AVD=1.27。放大器的总增益通过输入（Ri）设置)和反馈（RF）电阻器。当所需的输入阻抗设置为20kΩ时使用方程式（7）找到反馈电阻。
RF/Ri=平均值/2（V/V）（7）RF值为13kΩ。
在这个设计示例中的最后一步是设置放大器的-3dB带宽。达到所需的±0.25dB通过频带幅度变化限制，低频响应必须至少扩展到较低带宽的五分之一限值和高频响应必须至少扩展到带宽上限的五倍。增益变化两个响应限值均为0.17dB，均在±0.25dB范围内期望限值。
结果是：fL=100Hz/5=20HzfH=20千赫*5=100千赫如“外部部件”一节所述，Ri和创建一个高通滤波器来设置放大器的下限带通频率限制。找到耦合电容器的使用公式（8）计算值。Ci≥1/（2πRifc）（F）（8）Ci≥0.398μF，将使用0.39μF的标准值。这个所需高频截止值的乘积（在该值中为100kHz示例）和差分增益AVD确定每通带响应上限。AVD=1.27和fH=100kHz，闭环增益带宽积（GBWP）为127千赫。这低于LM4819的900kHz GBWP。与放大器的这个裕度可用于需要在避免性能限制的同时获得更多的差分增益带宽限制。
LM4819是单位增益稳定，不需要外部除了增益设置电阻之外的元件，一个输入耦合电容器，以及典型应用中的适当电源旁路。但是，如果闭环微分增益大于如果需要大于10，则反馈电容器（C4）可以需要如图2所示来限制放大器的带宽。这个反馈电容器产生一个低通滤波器，消除可能的高频振荡。小心点在计算-3dB频率时取，因为R3和C4的不正确组合将导致前滚降20千赫。反馈电阻和电容器的典型组合，不会产生音频频带高频衰减是R3=20kΩ和C4=25pF。这些组件导致-3dB点约320 kHz。不建议这样做利用反馈电阻和电容器实现100kHz以下的限带滤波器。
申请信息（续）
LM4819的差分放大器配置
PCB布局指南
本节提供混合信号的实用指南涉及各种数字/模拟电源和地面痕迹。设计师应该注意到这些只是“经验法则”的建议和实际结果将很大程度上取决于最终的布局。混合信号总体布置建议电源和接地电路对于两层混合信号的设计，隔离是非常重要的模拟电路的数字电源和接地跟踪路径电源和地面跟踪路径。星迹路由技术（将单个痕迹带回中心点，而不是以串行方式将轨迹串接在一起）可以对低电平信号性能的主要影响。星迹路由是指使用单独的记录道来提供电力和接地到每个电路甚至设备。这项技术将take需要更多的设计时间，但不会提高董事会的最终价格。唯一的额外部分需要一些跳线。单点电源/接地连接模拟功率跟踪应连接到数字通过单个点（链接）进行跟踪。“Pi过滤器”可能会有所帮助在最小化高频噪声耦合模拟和数字部分。进一步建议在相应的数字和模拟地面跟踪上进行数字和模拟功率跟踪，以最小化噪声耦合。数字和模拟元件的放置全数字元件和高速数字信号跟踪应尽可能远离模拟部件和电路痕迹。
避免典型的设计/布局问题
避免接地回路或运行数字和模拟轨迹在同一PCB层上彼此平行（并排）。当痕迹必须相互交叉时，以90度角交叉。以90度角运行数字和模拟轨迹其他尽量从上到下都会最小化电容噪声耦合和串扰。
