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TAS6424E-Q1四通道D类音频放大器技术解析与应用指南

科技观察员 2025-09-25 15:02 次阅读
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Texas Instruments TAS6424E-Q1四通道D类音频放大器是一款采用2.1MHz PWM开关频率的四通道数字输入D类音频放大器。该特性可实现成本优化的解决方案,采用非常小的PCB尺寸,起/停事件全运行低至4.5V,具有出色的音质,音频带宽高达40kHz。输出开关频率既可设置在AM频带以上,以消除AM频带的干扰并降低输出滤波和成本,也可设置在AM频带以下,以优化效率。

数据手册:*附件:Texas Instruments TAS6424E-Q1四通道D类音频放大器数据手册.pdf

该器件具有内置负载诊断功能,用于检测和诊断误接的输出,以及检测交流耦合的高频扬声器,从而帮助缩短制造过程中的测试时间。该器件增加了EMI管理特性,包括扩频、输出相位偏移和优化的转换率,有助于应对系统级EMI挑战。Texas Instruments TAS6424E-Q1 D类音频放大器用于汽车音响主机和外部放大器模块。

特性

  • 符合汽车应用类AEC-Q100标准
    • 温度等级 1:–40°C至+125°C(TA)
  • 高级负载诊断
    • 无需输入时钟即可进行直流诊断
    • 交流诊断可进行高频扬声器检测,提供阻抗和相位响应
  • 轻松满足CISPR25-L5 EMC规范
  • 音频输入
    • 四通道^I2S^或4/8通道TDM输入
    • 输入采样率:44.1 kHz、48 kHz、96 kHz
    • 输入格式:16位至32位^I2S^和TDM
    • 支持高分辨率音频系统
  • 音频输出
    • 四通道桥接层负载 (BTL)
    • 双通道并联BTL (PBTL)
    • 高达2.1MHz输出开关频率
    • 在2Ω负载、14.4V电源电压和10% THD条件下,输出功率为45W BTL
    • 75W,负载为4Ω THD为10%(25V BTL时)
    • 150W,负载为2Ω THD为10%(25V PBTL时)
  • 在4Ω负载、14.4V BTL条件下的音频性能
    • THD+N:< 0.009%(1W时)
    • 输出噪声:30VRMS
    • 串扰:–97dB
  • 负载诊断
    • 开路负载、短路负载、电池短路、接地短路
    • 线路输出检测高达6kΩ
  • 保护
    • 输出电流限制和短路保护
    • 40V负载突降
    • 开路接地和电源容差
    • 直流失调
    • 过热、欠压和过压
  • 普通运行
    • 4.5 V至26.4 V电源电压
    • ^I2C^控制,具有四个地址选项
    • 锁存或非锁存削波检测
    • 增强型EMI管理

功能框图

1.png

TAS6424E-Q1四通道D类音频放大器技术解析与应用指南

一、产品概述

TAS6424E-Q1‌是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款面向汽车电子应用的四通道数字输入D类音频放大器,该器件符合AEC-Q100汽车级认证标准,工作温度范围覆盖-40°C至+125°C。作为一款高集成度解决方案,它在小型PCB面积(仅5.9 cm²)上实现了卓越的音频性能和丰富的诊断保护功能。

关键特性亮点‌:

  • 45W输出功率(10% THD,2Ω负载,14.4V BTL模式)
  • 支持2.1MHz高开关频率,减少输出滤波需求
  • 集成先进的负载诊断功能(开路/短路/电池短路/接地短路检测)
  • 优异的音频性能:THD+N <0.009%@1W,信噪比达97dB
  • 宽工作电压范围(4.5V至26.4V),适应汽车启停系统

二、核心技术创新

1. 高效能音频架构

TAS6424E-Q1采用优化的PWM调制架构,开关频率可配置为2.1MHz或384kHz。高开关频率设计(2.1MHz)使其能避开AM广播频段(525-1705kHz),显著降低EMI滤波需求,同时支持高达40kHz的音频带宽,满足高保真音频系统要求。

2. 智能诊断系统

器件集成了‌全面的负载诊断功能‌:

  • DC诊断‌:无需输入时钟即可检测输出异常(开路/短路等)
  • AC诊断‌:可检测高音扬声器阻抗和相位响应
  • 线路输出检测‌:支持高达6kΩ的负载检测
    诊断结果可通过I2C接口读取,大幅简化生产测试流程。

3. 增强型保护机制

  • 40V负载突降保护
  • 过流/短路保护(7.2A典型限流值)
  • 过热保护(预警130°C,关断160°C)
  • 电源欠压/过压保护(PVDD:4.5-26.4V,VBAT:4.5-18V)

三、性能实测数据

1. 效率特性

条件效率(峰值)备注
14.4V/4Ω/BTL86%器件+LC滤波器
25V/2Ω/PBTL88%仅器件

2. 音频性能

  • THD+N‌:0.009%@1W/4Ω/14.4V
  • 输出噪声‌:30μVRMS(A加权)
  • 通道串扰‌:<-97dB@1kHz

四、市场应用展望

TAS6424E-Q1凭借其小尺寸、高效率和高可靠性,特别适合以下应用场景:

  1. 汽车主机音响系统
  2. 外置功放模块
  3. 高级车载信息娱乐系统
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