探索MAX9791/MAX9792：Windows Vista兼容的音频放大器解决方案

在音频放大器的世界里，MAX9791和MAX9792无疑是两颗璀璨的明星。这两款由Maxim推出的设备，专为满足现代音频应用的需求而设计，特别是那些对音质、效率和空间有严格要求的场景。今天，我们就来深入探讨一下这两款放大器的特点、优势以及在实际应用中的注意事项。

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产品概述

MAX9791集成了一个立体声2W的D类功率放大器、一个立体声180mW的DirectDrive耳机放大器和一个120mA的低压差（LDO）线性稳压器。而MAX9792则将一个单声道3W的D类功率放大器、一个立体声180mW的DirectDrive耳机放大器和一个120mA的LDO线性稳压器整合在一起。它们不仅具备出色的音频性能，还拥有一系列先进的特性，如唤醒检测、全面的咔嗒声和爆裂声抑制、低功耗关机模式以及卓越的射频抗扰度。

特性亮点

1. 高效的D类扬声器放大器

传统的AB类放大器效率较低，而MAX9791/MAX9792集成的无滤波器D类放大器则具有更高的效率。D类放大器的高效率得益于输出级晶体管的开关操作，输出晶体管作为电流导向开关，消耗的额外功率可以忽略不计。在正常工作水平下，MAX9791/MAX9792的效率可达67%，远高于传统AB类放大器。

2. 超低EMI无滤波器输出级

传统D类放大器的上升和下降沿过渡的高dv/dt会导致电磁干扰（EMI）增加，需要使用外部LC滤波器或屏蔽来满足EMI法规标准。而Maxim的有源发射限制电路可以主动限制上升和下降沿过渡的dv/dt，在保持高达83%效率的同时，降低EMI发射。此外，MAX9791/MAX9792还采用了扩频调制技术，进一步降低了开关频率谐波处的峰值能量。

3. DirectDrive耳机放大器

传统的单电源耳机放大器需要大的耦合电容来阻挡直流偏置，而MAX9791/MAX9792的DirectDrive架构通过电荷泵创建内部负电源电压，使耳机输出偏置在GND，无需大的直流阻挡电容。这样不仅节省了电路板空间和成本，还改善了耳机放大器的频率响应。

4. 共模感应

Windows Vista兼容平台对耳机插孔的接地回路阻抗有严格限制。MAX9791/MAX9792的SENSE和COM输入可以检测并校正耳机返回和设备接地之间的差异，通过合理配置这两个输入，可以减少耳机插孔接地回路电阻的负面影响，提高系统的串扰性能。

5. 唤醒功能

MAX9791/MAX9792具备唤醒检测功能，当在BEEP输入检测到合格的蜂鸣声信号时，设备会唤醒扬声器和耳机放大器。合格的蜂鸣声信号是一个典型的3.3V、最低215Hz的信号，连续出现四个周期。该功能还具备防干扰保护，确保只有有效的蜂鸣声信号才能唤醒设备。

6. 咔嗒声和爆裂声抑制

MAX9791/MAX9792采用了0V的共模偏置电压，能够快速开启和关闭，而不会产生咔嗒声和爆裂声。在扬声器和耳机放大器的启动和关闭过程中，专门的抑制电路可以消除设备内部的任何可听瞬态源。

7. 低功耗关机模式

这两款设备具有低功耗关机模式，只需将SPKR_EN设置为AVDD，HP_EN和LDO_EN设置为GND，即可进入低功耗关机模式，此时仅消耗3.3µA的电源电流。

8. 卓越的射频抗扰度

MAX9791/MAX9792在设计上具有出色的射频抗扰度，能够在靠近无线应用的环境中正常工作。通过在PCB板的顶层或底层信号迹线周围添加接地填充，可以进一步提高其射频抗扰性能。

应用信息

1. 无滤波器D类操作

传统的D类放大器需要输出滤波器来恢复音频信号，而MAX9791/MAX9792则不需要。它们依靠扬声器线圈的固有电感以及扬声器和人耳的自然滤波来恢复方波输出中的音频分量。为了获得最佳效果，建议使用串联电感大于10µH的扬声器。

2. 设置扬声器放大器增益

通过外部输入电阻和内部反馈电阻（RFSPKR）可以设置MAX9791/MAX9792的扬声器放大器增益。计算公式为：[AVSPKR=-4left(frac{20 k Omega}{R_{IN 1}}right) V / V]，例如，当RIN1为20kΩ时，增益为4V/V，即12dB。

3. 可选铁氧体磁珠滤波器

在扬声器引线超过15cm的应用中，可以使用由铁氧体磁珠和接地电容构成的滤波器来提供额外的EMI抑制。选择铁氧体磁珠时，应选择直流电阻低、高频（> 1.2 MHz）阻抗为100至600Ω、额定电流至少为1A的产品。电容值应根据铁氧体磁珠的选择和实际扬声器引线长度进行调整。

4. 耳机放大器输出功率

在最坏情况下，当两个输入同相时，耳机放大器的输出功率会略有下降。但在典型的立体声音频应用中，左右声道信号的幅度和相位存在差异，可获得的最大输出功率会增加。

5. 耳机放大器增益设置

外部输入电阻和内部反馈电阻（RFHP）可以设置耳机放大器的增益。计算公式为：[A{VHP}=-left(frac{40.2 k Omega}{R{IN 2}}right) V / V]，当RIN2为40.2kΩ时，增益为1V/V，即0dB。

6. 电源供应

MAX9791/MAX9792的扬声器放大器由PVDD供电，范围为2.7V至5.5V；耳机放大器由HPVDD和CPVSS供电，HPVDD范围为2.7V至5.5V，CPVSS是HPVDD通过电荷泵反相得到的；AVDD为LDO和设备的其余部分供电，AVDD和PVDD必须连接在一起。

7. 输入滤波

输入电容（CIN）和放大器输入电阻（RIN）构成一个高通滤波器，用于去除输入信号中的直流偏置。选择CIN_时，应使高通滤波器的-3dB点远低于感兴趣的最低频率，以避免影响放大器的低频响应。同时，应选择电压系数足够低的电容，以减少低频失真。

8. 电荷泵电容选择

为了获得最佳性能，应使用等效串联电阻（ESR）小于100mΩ的电容。对于飞跨电容（C1），建议选择1µF的电容；对于电荷泵输出电容（C2），也应选择1µF的电容。

9. 布局和接地

正确的布局和接地对于获得最佳性能至关重要。应使用大的走线来连接电源输入和放大器输出，以减少寄生电阻的影响，并将热量从设备中散发出去。良好的接地可以改善音频性能，减少通道之间的串扰，并防止开关噪声耦合到音频信号中。此外，还应在PCB板的顶层或底层信号迹线周围添加接地填充，以提高设备的射频抗扰度。

总结

MAX9791和MAX9792是两款功能强大、性能卓越的音频放大器，它们结合了高效的D类放大器、先进的DirectDrive耳机放大器和稳定的LDO线性稳压器，具备一系列先进的特性，能够满足各种音频应用的需求。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择和配置这些设备，并注意布局和接地等方面的问题，以充分发挥它们的优势。希望通过本文的介绍，能让大家对MAX9791/MAX9792有更深入的了解，在音频设计中能够更加得心应手。

你在使用MAX9791/MAX9792的过程中遇到过哪些问题？或者你对这两款放大器还有哪些疑问？欢迎在评论区留言讨论！