MAX98357A/MAX98357B：低成本PCM D類放大器的卓越之選

在電子設(shè)備的音頻處理領(lǐng)域，一款性能出色且成本可控的放大器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX98357A/MAX98357B，這兩款Tiny、低成本的PCM D類放大器，卻具備AB類的卓越性能。

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一、產(chǎn)品概述

MAX98357A/MAX98357B是易于使用的數(shù)字脈沖編碼調(diào)制（PCM）輸入D類放大器，它結(jié)合了AB類的音頻性能和D類的高效率。其數(shù)字音頻接口能自動(dòng)識(shí)別多達(dá)35種不同的PCM和TDM時(shí)鐘方案，無需I2C編程，還取消了通常用于PCM通信的外部MCLK信號(hào)，大大簡(jiǎn)化了操作。只需提供電源、LRCLK、BCLK和數(shù)字音頻，就能輕松生成音頻。

二、產(chǎn)品特性

（一）電源與效率

• 單電源供電：支持2.5V至5.5V的單電源操作，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 高效輸出：在5V電源下，可向4Ω負(fù)載提供3.2W的輸出功率，靜態(tài)電流低至2.4mA，效率高達(dá)92%（(R_{L}=8 Omega) ，(POUT =1 ~W) ）。

（二）音頻性能

• 低失真與噪聲：在1kHz、1W輸出時(shí)，總諧波失真加噪聲（THD+N）低至0.013%，輸出噪聲僅22.8μVRMS（A加權(quán)）。
• 寬動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)103.5dB（A加權(quán)，(Z_{SPK}=8Ω + 33μH) ，24或32位數(shù)據(jù)）。

（三）接口靈活性

• 多數(shù)據(jù)格式支持：MAX98357A支持I2S數(shù)據(jù)，MAX98357B支持左對(duì)齊數(shù)據(jù)，兩者都支持8通道時(shí)分復(fù)用（TDM）數(shù)據(jù)。
• 寬采樣率范圍：支持8kHz至96kHz的采樣率，適用于多種音頻應(yīng)用。

（四）抗干擾與保護(hù)

• 高抖動(dòng)容忍度：BCLK和LRCLK具有高達(dá)12ns的寬帶抖動(dòng)容忍度，確保穩(wěn)定運(yùn)行。
• 低EMI設(shè)計(jì)：采用有源發(fā)射限制、邊沿速率限制和過沖控制電路，有效降低EMI；無濾波器擴(kuò)頻調(diào)制方案，減少了輸出濾波需求和元件數(shù)量。
• 完善保護(hù)機(jī)制：具備短路和熱保護(hù)功能，保障設(shè)備安全。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該放大器適用于多種設(shè)備，如單鋰離子電池/5V設(shè)備、智能音箱、筆記本電腦、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、游戲設(shè)備（音頻和觸覺反饋）、智能手機(jī)、平板電腦和相機(jī)等。

四、技術(shù)細(xì)節(jié)剖析

（一）數(shù)字音頻接口模式

輸入級(jí)高度靈活，支持I2S/左對(duì)齊數(shù)據(jù)的16/24/32位分辨率和8kHz - 96kHz采樣率，以及TDM格式。當(dāng)LRCLK占空比為50%時(shí)，數(shù)據(jù)格式由器件型號(hào)決定；當(dāng)LRCLK使用幀同步脈沖時(shí)，自動(dòng)配置為TDM模式。

（二）MCLK消除

取消外部MCLK信號(hào)，不僅降低了EMI和電路板耦合問題，還減小了芯片尺寸和引腳數(shù)量。

（三）BCLK抖動(dòng)容忍度

在RMS抖動(dòng)低于40kHz時(shí)，抖動(dòng)容忍度為0.5ns；寬帶RMS抖動(dòng)時(shí)為12ns，同時(shí)保持動(dòng)態(tài)范圍大于98dB。

（四）DAC數(shù)字濾波器

根據(jù)采樣率自動(dòng)配置為語音或音樂播放的數(shù)字低通濾波器，消除混疊和高頻噪聲影響。

（五）SD_MODE與關(guān)機(jī)操作

具有低功耗關(guān)機(jī)模式，關(guān)機(jī)電流小于0.6μA（典型值）。SD_MODE的狀態(tài)決定了輸出的音頻通道，可通過不同的上拉電阻選擇左聲道、右聲道或（左/2 + 右/2）輸出。

（六）啟動(dòng)要求

除了(BCLK =256 KHz) ，啟動(dòng)時(shí)LRCLK必須在BCLK啟動(dòng)后的1/2 LRCLK周期內(nèi)開始。當(dāng)(BCLK =256 kHz) 時(shí)，還有額外的啟動(dòng)要求，如BCLK和LRCLK的啟動(dòng)狀態(tài)、等待時(shí)間等。

五、封裝與布局

（一）封裝形式

提供9引腳WLP（1.345mm x 1.435mm x 0.64mm）和16引腳TQFN（3mm x 3mm x 0.75mm）封裝，適用于不同的空間需求。

（二）布局與接地

合理的布局和接地對(duì)于性能至關(guān)重要。應(yīng)使用寬而低電阻的輸出走線，減少寄生電容，提高音頻性能和功率耗散。同時(shí)，在PCB的頂層或底層添加接地填充，增強(qiáng)RF抗干擾能力。

六、總結(jié)

MAX98357A/MAX98357B以其卓越的性能、靈活的接口和低功耗設(shè)計(jì)，為音頻應(yīng)用提供了理想的解決方案。無論是對(duì)于追求高音質(zhì)的智能音箱，還是對(duì)成本和空間要求苛刻的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這兩款放大器都能展現(xiàn)出出色的表現(xiàn)。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)音頻電路時(shí)，不妨考慮一下MAX98357A/MAX98357B，相信它會(huì)給你帶來意想不到的驚喜。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的音頻放大器？它們的表現(xiàn)如何呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。