LME49810运用

图中电阻器的作用是在一个较高的频率下将电流限制，以减轻对电容器的额定值要 求。电阻器的电阻值范围从 4.7Ω 到 10Ω。大部份的情况下，电容器的值选定为 0.1µF 以减轻输出扬声器在高频时的负载效应。
随着输出的电平增加，被提取进入“Zobel”网络的电流也随之会上升。因此，在任 何条件下输出网络中元件的额定参数都必须足够。

3. 可减轻交流耦合 RC 网络的噪声。
负反馈系数 功率放大器的负反馈设置可为系统带来较高的稳定性和线性度。采用负反馈可防止 放大器直流偏移电压出现饱和。一般来说，当放大器在高频工作时会出现相位位 移，而较大的负反馈系数可减轻在高频时的不稳定性和振荡。
在离散的放大器系统中，高反馈系数将会引起很差的瞬态响应或高频不稳定性。然 而，LME49810 拥有一个较高的开环增益，因此它的闭环增益误差和电源纹波抑制 会较小，可以最大化电路中的负反馈，从而提高系统的线性度。通常，建议采用 30dB 至 40dB 的电压增益。 通过设置输入电阻和反馈电阻，很容易就可以设定出负反馈系数
静音控制、静音 输出偏置及输出级 输出偏置电路
LME49810 有两根用来设定偏置的专用引脚(BIASP 和 BIASM)，可以提供一定的输 出偏置电流。可变电阻器 R pot 可用来调节输出级的偏置电流，将 R pot+Rb1 的电 阻降低可以提高偏置电压。 倍增器 QMULT 用来补偿偏置电压以防止双极输出晶 体管出现热漂移。 QMULT 必须与输出晶体管连接在相同的散热器上。当温度上升时，Vbe 会减小以 降低偏置电压，较高的偏置电流可减少输出的交越失真，但同时会消耗较大的电 流。
等效RE Amp
RE
Rload
此外，RE电阻是开环输出阻抗的主要成份。闭环输出阻抗由开环输出阻抗和负反 馈系数来定义，其关系如下：
Rout _ closeloop
=
Rout _ openloop Negative _ Feedback _
factor
例如：平均开环输出阻抗为200mΩ，负反馈系数为29dB或28倍。这样，我们便可 预期闭环输出阻抗约为7mΩ。在一般情况下，闭环阻抗最好比扬声器系统的阻抗 低很多，以便尽量提升线性度。
例如：假设输出摆幅为 20 Vrms，那“Zobel” 网络在 20kHz 下应会消耗 248mA 或 0.62W。可是，为了确保组件能在一段短时间的高功率和高频下工作，因此“Zobel” 组件的功率额定一般都建议为 3W 到 5W。
“Zobel”网络的另一个功能是保护放大器的输出以免受到扬声器线圈内电感所影 响。
例如： MN2488 和 MP1620 为了提高输出级的稳定性，负极端和正极端的电流放大必须匹配。 输出级晶体管的电流匹配 对于并行晶体管配置来说，必须确定中等功率晶体管的驱动能力。中等功率晶体管 的输出电流(Ic)必须大于高功率晶体管的最小驱动电流(Ib)以免在中等功率晶体管级 上出现过载。 例子：KSC2073(中等功率级)
静音 MUTE 引脚是由流进的电流量所控制。方法是用一个电阻器将参考电压连接到 MUTE 引脚以控制电流的大小。从 50uA 到 100uA 为 “PLAY”模式，而低于 50uA 的为 “MUTE”模式。
静音电流可从以下的算式计算出来：
数式 2

可是，建议不要让流进 MUTE 引脚的电流超出 200 uA。
TO-247 15 引线封装
LME49810 最适合使用在高端的消费和专业级音频应用中，包括有源录音室监视 器、超重低音扬声器、音频/视频接收器、商用扩音系统、非原厂音响、专业级混 音器，分布式音频和吉他放大器等。此外，这款芯片也适用于各类高电压及低失真 要求的工业用音频系统。
主要规格 宽阔的工作电压范围

图 6. 50mA 的偏置电流 图 10. 500mA 的偏置电流 输出电晶体 音频功率放大器中最常见的输出级是下图所示的射极跟随器。它通常都被称为双射 极跟随器或达林顿复合晶体管对。其中第一个跟随器会作为一个输出器件的驱动 器。
射极跟随器的大信号线性度主要取决于负载的大小。随着负载增加(即负载电阻减 少)，输出电流亦同时会增加。受RE(射极电阻)和位于高电流密度的beta 滚降的影 响，BJT电流增益会减少。
当然，LME49810 的输入偏置电流很低，对于一般的应用来说，出现在输出的偏移 电压可以忽略。
例如，LME49810 的典型偏置电流为 100nA，而输入阻抗失配为 1KΩ。 Voffset = I bias × Rmis−match = 100nA×1闭环增益的放大器

利用高电压音频驱动器设计高性能音频放大器的准则与思考
作者: 美国国家半导体资深产品应用工程师 Kenneth Lee
引言： 无论是外观、款式、系统控制还是音质，音频放大器产品越来越先进。经验丰富的 电子工程师正采用不同的电路来设计其理想的音频放大器。
现在许多传统高功率音频放大器的每通道输出功率在 100 瓦以上，并且大多采用离 散的电路元件。因此，为了确保输出的稳定性和音效，工程师需要花很大精力对高 保真音频放大器进行匹配和调节。
Voutput−offset = 0.1mV × 30 = 3mV 由于 LME49810 的输入偏置电流很低，出现在输出的偏移电压在一般应用下都不
会很明显。

假如希望进一步减少输出的偏移电压，便需要降低反馈和输入信号路径上的阻抗。 这样就可以减少由输入偏置电流失衡引起的偏移。，但前提是必须确保前端有足够 的驱动能力。 一般来说，通常采用的的音频输入设计有两种：交流或直流耦合输入。根据应用要 求来选用合适的输入设计： 交流耦合输入的优点： 1. 来自前置放大器、滤波器级或编解码器级的放大器输入直流偏移一般都是零。 2. 无需在放大器中加入任何的直流伺服电路来防止直流故障。 直流耦合输入的优点： 1. 无需使用大尺寸和昂贵的交流耦合电容器。 2. 不会出现由交流耦合电容器所产生的低频失真。
数式 1
补偿 放大器的补偿是用来调节开环增益和相位性能，以便当反馈被关闭时能把系统稳定 下来。一般来说，要获得较高的稳定性补偿越大越好。可是，补偿越大，音频芯片 的带宽和压摆率就越低，而较低的压摆率会使系统产生出较柔和的音频特性，相反 较高的压摆率则可产生较清晰和真实的音频特性。
LME49810 的密勒补偿是通过在 “Comp” 和 “BiasM” 引脚之间加插一个电容器来实 现的。
集电极-基极电压、集电极-射极电压
从上表可看到，中等功率晶体管的基极和集极引脚在工作期间的电压约为 Vee 或 Vcc 的两倍。因此在选择晶体管时，必须确保晶体管的电压额定够高。

电阻器RE 在高功率的音频放大器应用中，输出晶体管的匹配性、电流平衡和保护对于功率放 大器的线性度来说非常重要。 这里建议采用射极负反馈电阻器RE来改善输出晶体管的匹配性和电流平衡能力。 因此，我们建议在实际的高功率音频放大器应用中加入这种电阻。 然而，将RE与输出晶体管串联在一起会降低放大器的线性度。电阻RE是交越失真 的主要失真来源。当输出电晶体的一端关闭而另一端开启时便会出现这种失真。 因此，必须优化RE值并且尽可能的将RE值维持在较低水平，这样可以降低对非线性 度的影响。

因此，改善交越失真的最有效方法便是减少RE的电阻。对于相同数值的RE，一个 并行形式的输出可降低用来改善线性度的整体RE电阻值。同时，假如每一个级的 RE都较大，那便可为输出晶体管带来更佳的匹配性和电流平衡。
此外，RE也关系到输出的功率损耗。对于一个相同的RE，较大的输出电流会导致 较大的功率损耗。RE的值取决于并联输出晶体管的数量和扬声器的负载。 一般来说，可采用有足够功率的 0.1 到 0.5Ω电阻器。 RE 的消耗功率可从这条数式计算出来：RxI²=W Eg. 0.1Ohm x 5A² =2.5W
产品应用： 美国国家半导体向来擅长开发创新性的音频技术，并且将突破性的技术应用于新产 品。最新推出的高电压的音频驱动器 LME49810，可以协助设计人员更容易的开发 出高性能音频系统。
高性能音频放大器 LME49810 可提供一个 200V 的峰峰值输出电压摆幅，并可驱动 不同类型的输出级。这款设计简洁的集成电路可为音频系统提供更精简的设计，更 高的稳定性和一致性。因此，可以极大的减少系统研发和生产时的离散组件匹配及 调节工作。换句话说，LM49810 能够提升效率和降低生产成本。
例子：. FJL3415 (高功率级)

集电极电流、基极电流
输出晶体管的电压范围 采用输出晶体管首先要考虑到其电压范围，这样可确保系统的稳定性，并防止系统 受到任何形式的损坏。 VCBO 和 VCEO 电压的最大范围必须大于电源电压的轨到轨范围。对于一个有+/100V 电压供应的放大器，晶体管的电压额定应该高一点以保证它能够在规定以内 正常地运作。
±20V 到±100V
压摆率 输出驱动电流 电源纹波抑制比 (f=DC) 总谐波失真及噪声(f=1KHz)

50V/µs(典型值) 600mA(典型值) 110dB(典型值) 0.0007(典型值)
利用 LME49810 设计音频放大器的建议 采用美国国家半导体的音频驱动器来设计高品质音频系统的方法有很多。在此，仅 列举若干重要的建议。
由于一个扬声器的真实负载阻抗比起一个简单的并行电阻器和电容器要复杂得多。 受到串联在一起的放大器输出阻抗、电缆阻抗及电感的影响，一个真实的扬声器的 频率响应会出呈现不平稳的特性。这种现象可能导致高频不稳定性。

在放大器的输出串联一个小线圈电感器会增加稳定性。这种做法可以将放大器与关 联电容器隔离，并且不会在音频的频率下引致明显的损耗。
输入级 输入级设计是放大器最关键的一环。通过来自反馈的信号进行相减，输入级会产生 一个误差信号，然后把这个误差信号驱动到输出。该误差信号通常很小，足以为放 大器提供足够的线性度。
LME49810 是一款双极输入放大器，其输入阻抗的匹配性相当重要。受来自正输入 端口和负输入端口的偏置电流的影响，输入阻抗的失配会导致输入偏移电压。该输 入偏移电压将按照闭环增益放大，在输出端出现。