消费应用立体声耳机放大器设计挑战暨“真实接地”方案

　　NCP2811在采用5 V电源电压工作时，为16 Ω的耳机负载提供100 mW功率，背景噪声仅为7 µVrms AW，总谐波失真(THD)+噪声(N)小于0.01%。此外，NCP2811内置爆音(Pop)及嘀哒(Click)噪声消除电路，让消费者不会听到扰人的噪声;-100 dB的高PSSR，进一步提高噪声抑制水平;105 dB的信噪比(SNR)更是提升音质，增强消费者音频体验质量。这器件还抑制EMI，且在关闭模式消耗极低的电流，帮助延长电池使用时间。

　　NCP2811采用节省空间的CSP 12引脚封装，尺寸仅为1.5×2 mm，引脚间距0.5 mm;此外还提供QFN 3×3 mm封装。NCP2811包含两个版本：NCP2811A为外部可调节增益版本，而NCP2811B为内部固定增益版本。

　　NCP2811外部元件选择

　　设计人员应用NCP2811真实接地立体声耳机变压器时，还涉及到外部元件选择的问题。如对外部可调节增益的NCP2811A而言，需要设定增益;而其闭环增益由电阻Rf和Rin决定，建议闭环增益设定在1至10的范围内。

　　在输入端的电容选择方面，输入电阻Rin + 输入电容Cin使高通滤波器阻隔低频，Cin的选择应使Cin – Rin低通滤波器截止频率(fc)低于20 Hz。

　　而在电荷泵电容方面，应当选择低等效串联电阻(ESR)的陶瓷电容(建议X7R或X5R);另外，在负电压产生期间，飞跨(flying)电容(Cfly)充当能量传递作用，而Cpvm(参见图3)电容至少要等于Cfly，使能量传递增至最大。最小的Cfly和Cpvm值是1 µF(0402封装尺寸)，可以选择TDK的 C1005X5R0J105K及Murata的GRM155R60J105K19。解耦电容方面，同样建议选择X7R或X5R规格的低ESR陶瓷电容，而且建议最低选择1 µF电容值。

　　如前所述，NCP2811这样的真实接地设计易于实现ESD保护。对于NCP2811而言，它基本上是高性能的运算放大器，而运算放大器在驱动电容性负载时会变得不稳定。因此，如果设计中需要电容性ESD保护，建议在NCP2811输出与ESD保护电路之间串联增加2颗10 Ω电阻，从而将电容性负载效应降至最低。

　　图4：设计中需要电容性ESD保护时，建议在NCP2811输出与ESD保护间串联电阻。

　　总结：

　　便携消费类设备需要高质量的立体声耳机放大器，满足消费者对更佳音频体验的需求。立体声耳机放大器输出段设计有桥接负载、电容耦合、虚拟接地和真实接地等不同选择，其中真实接地提供众多的应用优势，是客户理所当然的选择。但真实接地设计中，放大器需要采用双电源工作，其中的负电压产生成为难题。有利的是，安森美半导体推出NCP2811无电容(NoCapTM)真实接地立体声耳机放大器，这器件采用“电荷泵+放大器”的电源架构，电荷泵同时产生正电压和负电压，帮助省下输出端2个隔直大电容，腾出更多板级空间。这器件还提供低噪声及高信噪比和高电源抑制比，具有优异的噪声抑制水平，再加上小尺寸的CSP-12封装，非常适合手机、MP3播放器和GPS等空间受限的消费类设计。