立體聲音頻功率放大器ＬＭ４７５６

何曉薇

LM4756是美國國家半導體公司最近推出的一種專門應用于立體聲TV等消費類產品的音頻功率 放大器。這種新型放大器帶有靜音、待機、音量控制和輸出短路及過熱關斷保護功能。在音量控制電路之后，還內置左／右兩個線路放大器，為向外部功率放大器發送信號提供預放大 輸出控制。

主要性能與特點

LM4756的主要性能和特點如下：

(1)采用15引腳非隔離塑料封裝，外形及引腳排列如圖1所示；(2)利用15~28V(典型值是22V) 的單電源工作，適合于在TV等視聽或音響產品中應用；(3)在10%的THD下，每個聲道能輸出7 W的功率進入4Ω或8Ω的負載；(4)放大器增益在內部設置在30dB，用0～5V的DC電壓控制音量，提供80dB的音量衰減；(5)平滑過渡信號漸強和漸弱靜音，提供75dB的衰減；(6)低功率消耗待機模式僅消耗7mA的電源電流；(7)輸出級基底噪聲僅約2mV，信噪比大于70dB；(8)帶至少2A的AC輸出短路保護和門限溫度為150℃的熱關閉保護。

應用電路

LM4756的內部結構及其典型應用電路如圖2所示。其主要電路的功能及工作原理如下：

1.音量控制

IC的3腳外部電位器用作控制音量。當3腳上電壓為0V時，IC的預放大級被衰減到80dB；當3腳上電壓為5V時，信號衰減為0dB。100kΩ的電阻和0.1μF的電容組成RC低通濾波器，以防止 任何噪聲耦合到IC。

2.靜音與待機功能

LM4756的靜音功能允許用戶靜音音樂進入到放大器，從輸入到輸出可提供60dB的衰減。當IC 的10腳為邏輯“1”或5V時，靜音功能被賦能；當10腳為邏輯“O”或0V時，靜音功能無效。 為防止10腳外部機械開關顫動影響IC正常操作，應在10腳外部設置由51kΩ電阻和1μF電 容組成的RC低通濾波器。但在多數情況下，是利用微控制器(或COP微控制器)與LM4756的邏 輯控制功能接口。在此情況下，則不需要RC濾波器。

當IC的9腳為邏輯“1”或5V時，則進入待機模式。在該狀態下，IC僅消耗不到10mA的靜態電源 電流，在22V的電源電壓下的待機功耗約為150mW。當IC的9腳上為邏輯“0”或0V時，待機功能截止。在使用待機控制機械開關時，需在9腳外部設置由5kΩ電阻和1μF電容組成的RC低通 濾波器。若利用微控制器與IC的邏輯控制功能接口，沒有必要加RC低通濾波器。

當待機功能被激活時，則越權靜音功能。在靜音狀態下，若待機功能賦能，IC則進入低功率 消耗待機狀態。在待機功能截止后，IC才會重新置于靜音模式。附表列出了待機與靜音功能 條件。

3.接通與關斷特性

為最大限度抑制LM4756接通和關斷時的卡搭聲/喀嚦聲，可利用圖3所示的接通/關斷時序。

功率放大器電源電壓(22V)是待機和靜音邏輯電壓(5V)的5倍以上。假定在Vcc的存儲電容器 充電之前待機和靜音邏輯電壓均為5V，IC則處于待機模式，放大器輸出為0V，靜態電源電流 約為7mA。當電源電壓達到Vcc(22V)之后，待機電壓降為0V，放大器偏置電壓被充電到Vcc/2 ，IC仍被置于靜音模式，電源電流增加到13mA。當輸出線性增加到Vcc/2時，靜音功能截止( 靜音電壓變為0V)，允許IC放大輸入信號，器件進入播放模式。在此情況下，靜態電源電流約為80mA。

在關閉電源時，IC首先被置于靜音模式，使輸出無聲。爾后，器件進入待機模式。此時，偏置和輸出電容放電(到地)，主電源關閉。

上述接通/關斷方案有較好的抗咔嗒聲性能，但IC對輸出級安全工作區(50A)可能造成的破壞并無保護作用。為此，可以利用圖4所示的外部電路。

在圖4所示的電路中，當機械待機開關S1從接地(播放模式)時接到5V(待機模式)時，晶體管Q 1因正向偏置而導通，電容C7放電，使音量控制腳(3腳)上電壓變為地電位，在放大器輸出上 的音頻信號迅速衰減，如圖5所示。當信號衰減時，D1被反向偏置，9腳上的5V電壓通過電阻R4對電容C8充電。隨C8上電壓升高，二極管D2正向偏置，通過R4的電流同時經D2對電容C9充 電。由于電阻R5的阻值較大，通過R5的電流可以被忽略。隨C8和C9上的充電電壓升高，待機腳(9腳)和靜音腳(10腳)上的電壓逐漸增加。隨電容C7放電，音量控制腳(3腳)上電壓很快變 為零電平，輸出信號也接近0V。在待機腳上電壓變為邏輯高電平時，IC被置于待機模式。在 待機狀態下，靜態電源電流約為7mA。

當待機開關S1轉接到地時，Q1迅速截止，D1正向偏置，C8通過D1放電，使9腳上電壓變為0V 。當C8放電時，二極管D2反向偏置，C9通過R5放電。由于R5約為R4的10倍，當待機功能截止時，靜音腳上電壓尚需一段時間才接近0V。在靜音腳上電壓減小過程中，音量控制腳上電壓 隨5V電壓經音量電位器和R6對電容C7充電緩慢增加，放大器輸出信號從靜音腳上電壓開始下降起，則由小到大逐漸增強。

在圖4所示的電路中，待機開關同樣優先于靜音開關，工作狀態依從附表所列。采用這種附加電路，可得到比較令人滿意的接通/關斷特性，并對IC輸出級SOA不會造成危害和破壞。

4.附加線路輸出

LM4756還分別在4腳和2腳輸出左/右兩路信號(參見圖2)，為發送到外部放大器提供預放大輸出控制。例如，在發送到家庭影院接收機的音頻信號上，TV的遙控提供音量控制。左/右兩個線路放大器在4腳和2腳上的輸出僅能驅動2~10kΩ的高阻抗負載，分別通過一只1μF的電容耦合并連接一支10kΩ的輸入電阻加至外部處理IC。輸入到處理IC的音頻信號低端頻率為f L=1/2πRC=1/2π×10kΩ×1μF=16Hz。