一、简介：
TPA711集成电路是TI专为内置扬声器，外接耳机，为低电压场合运用而开发的桥式（BTL）或单端（SE）音频功率扩大器。在3.3V作业电压下，它可在音频规模内，BTL （8Ω负载）作业方法下，输出总谐波失真与噪声值小于0.6%，250mW的接连功率。尽管TPA711具有20kHz以上的作业特性，但其在更窄频段的运用场合，如无线通信场合，效果最佳。BTL电路在大多数运用场合，输出端能够省掉耦合电容器，这点对小型电池的供电设备特别重要。当需求驱动耳机时，TPA711不寻常的特色是可使扩大器快速完结从BTL到SE方法切换。这样，省掉了运用机械开关或隶属衔接设备。对功率灵敏的运用场合，TPA711能够在关断方法下作业，借助于专用消噪声电路消除扬声器的噪声。TPA711有8脚SOIC和MSOP两种外表装置的封装方法，它们能够削减50%的电路板面积和40%的高度。图1、图2别离标明其外形图和内部作业框图。表1标明其引脚功用。
二、作业特性和外形图
1. 作业电压规模3.3V～5V；
2. 额外作业电压规模2.5V～5.5V；
3. 输出功率；
① 700mV，当VDD=5V，BTL，RL=8Ω
② 85mV，当VDD=5V，BE，RL=32Ω
③ 250mV，当VDD=3.3V，BTL，RL=8Ω
④ 37mV，当VDD=3.3V，SE，RL=32Ω
4. 关断操控
① IDD=7μA，当3.3V；
② IDD=50μA，当5V；
5．BTL/SE转化操控；
6．热维护和短路维护；
7．集成消噪声电器；
8．外表装置封装；
① SOIC
② PowerPADTMMSOp
外形如图1所示。
图1 D或DGN封装顶视图
D-小外形塑封（SOIC）
DGN-有导热焊盘的小外形塑封（MSOP）
三、作业框图及引脚功用：
图2示出的是作业框图，表1列出了引脚功用。
图2 工 作 框 图
表1 引 脚 功 能
四、参数测验电路：
图3、4别离标明BTL、SE方法测验电路图，用以丈量电路的参数。
图3 BTL方法测验电路
图4 SE方法测验电路
五、典型运用
1． 桥式输出与单端输出（BTL/SE）方法：
图5给出了作业于BTL方法下的音频功放电路图。TPA711内有两个线性功放来驱动负载。它们作业于差动方法。这样相关于参阅地电位，它的输出功率较大。
图5 桥式电路图
输出功率可由下式核算：
（1）
在便携式音频设备中，电路供电电压为3.3V。在8Ω负载单端输出62.5mW的情况下，桥式可输出4×62.5=250mW。即有6dB的功添加。在添加功率输出的一起，对频率呼应也应加以留意。
在图6 所示的SE（单端）输出情况下，接至负载的隔直耦合电容Cc是必不可少的，该电容器的容量比较大（3.3μF～1000μF），分量也较大，占印刷电路板的面积大，价格较贵。这个电容对体系的低频呼应影响很大。这是因为这个电容和负载间构成的高通滤波而构成的。角频率可由下式核算：
（2）
图6 单端电路和频率呼应图
例如，在8Ω负载，输出耦合电容为68μF时，将对293Hz以下的频率加以衰减。而在BTL方法下，抵消了直流失调电压，省掉了输出输出耦合电容，低频特性只取决于输出回路和扬声器特性。一起电路体积和造价也相应下降。
2． BTL扩大器功率：
线性扩大器的功率低，这主要是因于输出功率管上的管压降。首先是功率输出管上的直流压降和输出功率成反比，其次是因为正弦波自身的原因。管压降可由VDD减去输出电压的RMS（均方根值）值得到，管压降乘以电源电流的RMS，即可算出管耗。
尽管流过BTL，SE功率负载的电压，电流都是正弦波，可是电源电流的波形是很不相同的。在SE方法下的电流波形是半波，而在BTL方法下是全波，这就意味着它们的波形因数（因子）不同，参见图7。运用下面的公式能够核算扩大器的功率：
（3）
式中：
图7 BTL扩大器的电压、电流波形
（4）
表2给出了输出功率不同条件下核算得到的功率。当输出功率低时，电路功率也低，跟着输出功率的添加，电路的功率也添加。在正常作业规模内，内部功耗简直为安稳值。从方程（4）能够看出，电源电压VDD下降，电路功率添加。
表2 3.3V 8Ω BTL模制中功率与输出功率的联系
*高的峰值电压值引起总谐波失真增大。
3．典型运用电路
图8是一个典型便携式音频扩大电路，电路电压增益为-10。
图8 TPA711运用电路
下面评论图8中电路元器件的选用。
4．元件选用：
增益设定电阻RF，R1。
在BTL作业方法下，TPA711的增益由RF，R1由公式5决议：
（5）
公式（5）中系数-2是因为BTL电路在输出端桥式电路输出对称波形起伏较SE大一倍的原因。假定TPA711是一个MOS扩大器。输入阻抗很高，那么输入电流就很小，电路噪声随RF的添加而添加。一起，RF的取值应有一个规模，以保证电路正常作业。假定扩大器的反相输出端等效阻抗为5～20kΩ，则电路等效阻抗可由等式（6）决议。
（6）
举例，假定R1=10 kΩ，RF=50 kΩ，则在BTL方法下电路电压效益为-10，反相端输入等效阻抗为8.3 kΩ，这个取值在引荐规模内。
关于高功用运用场合，R1，RF选用金属膜电阻，这样可下降电路噪声。当RF大于50 kΩ时，因为RF和MOS输入回路容抗的效果，会使电路作业不安稳。这时可在RF两头并一个5pF的电容。这样RF，CF可构成一个低通滤波回路，回路的截止功率可由等式（7）决议。
（7）
例如，当RF=100 kΩ，CF=5pF时，fco=318kHz，这足以超越音频规模。
5．输入电容C1：
在实践运用中，C1可使TPA711的偏置电压安稳，这对保证电路安稳作业很重要。在本例中，C1，R1构成一个高通滤波回路，其角频率由方程（8）决议。
（8）
电容C1的取值对安稳电路偏置电压影响较大。当R1=10 kΩ时，为得到低至40Hz的平整呼应特性，可由等式（9）决议C1取值。
（9）
在本例中，C1为0.40μF，实践运用中C1取值规模为0.40μF～1μF。C1取值还要考虑的影响是经过R1，RF的漏电流，这个漏电流会在电路输出端发生一个失调电压，然后影响输出功率，这点在高增益场合下的影响更显着，所以有用中C1应选用钽电容或瓷片电容。当运用有极性电容时，正极应接在电路的输入端，这是因为输入端的直流电位为VDD/2的原因，它比信号源的直流电压要高，电容的极性要正确，这点在运用中很重要。
6．电源去耦电容CS：
TPA711是一个高功用的CMOS音频扩大器，为了使电路的总谐波失真尽可能低，则要求电源的去耦要好。电源的去耦还能够消除因为电路的扬声器引线过长而引进的振动。比较好的去耦是选用不同类型的两个电容并联，小容量，低等效串联电阻（ESR）的小容量电容用来吸收高频噪声搅扰，如电火花，在引线上数字凌乱搅扰躁声等。而对滤除低频噪声信号，应选用铝电解电容器，容量应大于10μF。
7．中路旁通电容CB：
电容CB有几个效果：
1） 在电路发动或由关断方法的再发动情况下，CB决议电路的发动速率；
2） 可下降因输出驱动信号耦合引起电源发生的噪声信号；
3） 可削减电路发动的扑扑声。为使电路发动扑扑声尽量小，CB可由方程（10）决议：
（10）
作为一个比如，取CB=2.2μF，C1=0.47μF，CF=50 kΩ，R1=10 kΩ，将这些值人入方程（10）得出：
18.2≤35.5
可见满意方程（10）。为使电路总谐波失真小，CB应该用等效串联电阻ESR小的瓷片电容或钽电容。
8．单端作业状况
在单端（SE）作业状况下（见图9），负载由VO+驱载。在单端方法下，增益由等式（11）的RF，R1决议。
（11）
在SE方法下，输出耦合电容的挑选也很重要，CC对电路其它元件的取值也有影响。它应满意以下公式（12）。
（12）
9．输出耦合电容CC：
在典型的单电源单端（SE）情况下，CC用来在电路输出端与负载距离直，电路的高通频率由等式（13）决议。
（13）
电容CC的缺陷是影响电路频响的下限值，然后影响电路的低频呼应。为使下限频率足够低，CC取值应足够大。一般对4Ω，8Ω，32Ω，47Ω的负载，CC应选用330μF以上。表3给出了不同的取值情况下，电路的频响特性。
表3 单端输入时负载阻抗与电路低频特性间的联系
如表3所示，8Ω负载比较适宜，耳机频响特性也很好。
10．SE/BTL作业方法：
PA711能够很方便地在SE和BTL作业方法下完结转化，这是它最重要的特性，这对电路负载既有扬声器又有耳机的场合下特别有用。当操控端SE/BTL为L时，电路作业于BTL方法，当SE/BTL为H时，电路作业于SE方法。SE/BTL的操控输入能够是一个TTL逻辑电源，更常用的是选用图9所示的电阻分压网络。
图9 TPA711电阻分压网络电路
当耳机未插入时，耳机开关闭合，由100 kΩ电阻分压网络供给一个低电平SE/BTL端子，当耳机插入时，电阻1 kΩ堵截，分压网络为SE/BTL端子供给一个高电平，然后完结SE/BTL作业方法转化。
11．选用低等效串联电阻电容：
本电路一切电容都应选用低等效串联电阻的电容，这对进步电路功用很有含义。
12．5V和3.3V作业：
TPA711能够在3.3V～5V规模内正常作业。供给电压不同，输出功率不同。每个TPA711的动态规模为（VDD-1）伏，而对3.3V作业电压下，当VO（PP）=2.3V时，电路呈现限幅，对5V供电，VO（PP）=4V时，电路呈现限幅。
13．动态规模和热规划：
在正常作业状况下，线性扩大器会发生很大的功耗，对典型的CD需求12dB～15dB的动态规模。对TPA711在5V供电电压，负载为8Ω的情况下，它能够输出700mW的峰值功率。现将功率值转变为dB值。有：PdB=101gPw=101g700mW=-1.5dB
可得到无失真条件下的电路动态规模
-1.5dB-15dB=-16.5（15dB的动态规模）
-1.5dB-12dB=-13.5（12dB的动态规模）
-1.5dB-9dB=-10.5（9dB的动态规模）
-1.5dB-6dB=-7.5（6dB的动态规模）
-1.5dB-3dB=-4.5（3dB的动态规模）
再次将分贝值转化为功率值：
Pw=10PDB/10
=22mW（15dB动态规模）
=44mW（12dB动态规模）
=88mW（9dB动态规模）
=175mW（6dB动态规模）
=350mW（3dB动态规模）
表4给出了TPA711在额外功率5V，8Ω，BTL方法下的峰值输出功率，均匀输出功率，功耗，最高环境温度间的联系。
表4标明，TPA711能够在DGN封装条件下不运用散热片，在环境温度高达110℃时输出700Mw。D封装下环境温度34℃，不运用散热片，输出功率700Mw。
表 4
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