INFORMACJA O PODZESPO£ACH

68

TPA2000D4

Wzmacniacz stereo klasy D ze wzmacniaczem s³uchawkowym

Producent Texas Instruments

Zastosowanie

q

Komputery przenoœne

q

Urz¹dzenia z g³oœnikami zasilanymi z magistrali USB

q

Urz¹dzenia z g³oœnikami o niewielkiej mocy, o wymaganej

bardzo dobrej sprawnoœci

Podstawowe w³aœciwoœci

q

Moc wyjœciowa

2 W na 4

Ω

, przy zasilaniu 5 V

q

Dodatkowy wzmacniacz s³uchawkowy klasy AB

q

Technika modulacji drugiej generacji

q

Ma³y pr¹d zasilaj¹cy

9 mA przy zasilaniu 5 V

q

Tryb czuwania z poborem pr¹du poni¿ej 0,05

µ

A

q

Obudowa Power PAD

Parametry graniczne

q

Dopuszczalne napiêcie zasilaj¹ce

od _0,3 do 5,5 V

q

Napiêcie wejœciowe

od _0,3 do U

DD

+0,3 V

q

Rozpraszanie mocy (ci¹g³e, T

A

≤

25

ο

C)

5,3 W

q

Temperatura otoczenia

od _40 do 85

o

C

q

Temperatura doprowadzeñ

w odleg³oœci 1,6 mm w czasie 10 s

260

o

C

Parametry charaktrystyczne wzmacniacz klasy D

(TA = 25oC, UDD = 5 V, RL = 4

Ω

Rys. 1. Rozk³ad

wyprowadzeñ

(widok z góry)

Rys. 2.

Schemat

funkcjonalny uk³adu

1 - Bufory wejœciowe,

2 - Dobór wzmocnienia,

3 - Uk³ady polaryzacji

i napiêcia odniesienia,

4 - Komparatory,

5 - Generator przebiegu

pi³okszta³tnego,

6 - Uk³ady wyg³adzaj¹ce,

7 - Logika zabezpieczenia

startu,

8 - Zabezpieczenia cieplne,

9 - Sprawdzanie napiêcia UDD,

10 - Bramki steruj¹ce

2

2

4

3

2

2

6

6

8

9

7

10

6

6

10

10

10

4

5

1

Opis dzia³ania

Uk³ad TPA2000D4 jest wzmacniaczem klasy D o mocy 2 W, przeznaczo-

nym do pracy z obci¹¿eniem mostkowym. We wzmacniaczu zastosowa-

no technikê modulacji tzw. drugiej generacji, firmy Texas Instr., daj¹c¹ po-

prawê sprawnoœci i mo¿liwoœæ bezpoœredniego do³¹czania g³oœników, bez

INFORMACJA O PODZESPO£ACH

Rys. 3. Zale¿noœæ

sprawnoœci od mocy

wyjœciowej (RL = 8

Ω

,

g³oœnik multimedialny,

UDD = 5 V):

1 _ filtr z rdzeniem

ferrytowym,

2 _ filtr LC,

3 _ bez filtru

Parametry charaktrystyczne wzmacniacza s³uchawkowego

(TA = 25oC, UDD = 5 V, RL = 32

Ω,

wzmocnienie 1 V/V

koniecznoœci stosowania filtrów LC (wymaganych na

ogó³ we wzmacniaczach klasy D). Takie filtry s¹ Ÿród³em

zak³óceñ i wymagaj¹ ekranowania. Wzmacniacz

TPA2000D4 nadaje siê bardzo dobrze do komputerów

przenoœnych (typu notebook), w których, ze wzglêdu na

zasilanie bateryjne, jest konieczna bardzo dobra spraw-

noϾ.

Wzmocnienie wzmacniacza klasy D mo¿e byæ ustawia-

ne przy u¿yciu koñcówek GAIN1 i GAIN0. Mo¿na konfi-

gurowaæ uk³ad wzmacniacza uzyskuj¹c wzmocnienie 5,

11, 17 lub 23 dB.

Struktura monolityczna uk³adu TPA2000D4 zawiera te¿

niewielkiej mocy s³uchawkowy wzmacniacz stereo klasy

AB z wyjœciem niesymetrycznym, do którego trzeba do-

³¹czaæ dwa rezystory zewnêtrzne do ustalania wzmocnie-

nia (koñcówki HPLGAIN i HPRGAIN). Stan na koñców-

ce MODE okreœla, który ze wzmacniaczy jest czynny. Dru-

gi wzmacniacz jest wówczas wy³¹czany, aby ograniczyæ

pobór mocy.

Oba wzmacniacze, klasy D i niesymetryczny klasy AB, za-

wieraj¹ uk³ady ograniczaj¹ce przerzuty powstaj¹ce przy

w³¹czaniu zasilania, przechodzeniu w stan czuwania

oraz prze³¹czaniu trybu pracy (tzw. uk³ady depop).

Technika modulacji

Zasada dzia³ania wzmacniaczy klasy D by³a szczegó³o-

wo omówiona w nr 7/99 ReAV. W tych wzmacniaczach

punkt pracy tranzystora wyjœciowego znajduje siê dale-

ko w obszarze odciêcia. Wzmacniacz dzia³a wiêc jak

element prze³¹czany przemiennie w stan odciêcia i nasy-

cenia. Wzmacniacze klasy D charakteryzuj¹ siê bardzo

dobr¹ sprawnoœci¹ dziêki zerowemu pr¹dowi spoczynko-

wemu tranzystorów wyjœciowych. W tradycyjnych wzmac-

niaczach klasy D, w celu uzyskania na wyjœciu wzmocnio-

nego przebiegu o ma³ych zniekszta³ceniach, porównuje

siê sygna³ wejœciowy ze œciœle okreœlonym przebiegiem

trójk¹tnym, o czêstotliwoœci znacznie wiêkszej ni¿ maksy-

malna czêstotliwoœæ wejœciowego sygna³u audio. W ten

sposób uzyskuje siê na wyjœciu przebieg prostok¹tny

o wspó³czynniku wype³nienia proporcjonalnym do warto-

œci sygna³u wejœciowego. Jest to wiêc modulacja szero-

koœci impulsu (PWM _ pulse width modulation). Odtwo-

rzenie wzmocnionego sygna³u wejœciowego osi¹ga siê

przez odpowiedni¹ filtracjê przebiegu wyjœciowego ze

wzmacniacza.

We wzmacniaczu TPA2000D zastosowano udoskonalo-

n¹ technikê modulacji, która _ ogólnie bior¹c _ polega

na innych przesuniêciach fazowych przebiegów na wyj-

œciach ró¿nicowych. Jak ju¿ wspomniano, dziêki tej tech-

nice modulacji mo¿na unikn¹æ stosowania na wyjœciach

k³opotliwych filtrów LC zw³aszcza, gdy po³¹czenia miêdzy

wzmacniaczem i g³oœnikami s¹ krótkie, np. w kompute-

rach przenoœnych, gdzie g³oœniki i wzmacniacz znajduj¹

siê w jednej obudowie.

Pe³ne dane wzmacniacza TPA2000D4 mo¿na znaleŸæ na

stronach internetowych firmy Texas Instruments:

www.ti.com

(mn)

Opis koñcówek

Moc wyjœciowa [W]

SprawnoϾ [%]

1

2

3

Klasa AB

Ustalenie wzmocnienia wzmacniacza klasy D