利用Direc tDrive技术从3.3V单电源产生2VRM

摘要：本应用笔记将Maxim的DirectDrive技术与传统的单电源供电音频线驱动器相比较，给出了DirectDrive结构的优点，特别是在机顶盒和电缆调制解调器应用中的优势。




传统的单电源供电音频线驱动器为了产生2VRMS的输出信号，需要9V至12V的供电电源。高电源电压将增大系统的尺寸，提高系统的成本和复杂性。Maxim的DirectDrive技术省去了高电源电压和大尺寸隔直流电容。MAX4410采用DirectDrive结构，工作在单电源3.3V，驱动10kΩ音频负载时可提供2VRMS的输出信号。 DirectDrive的优点Maxim专有的DirectDrive技术利用电荷泵对正电源反相，产生一个内置的负电源电压，从而使放大器输出能够偏置在地电平。这种独特架构几乎使放大器的动态范围提高一倍(图1所示)。


图1. 传统放大器输出波形与Maxim专有的DirectDrive放大器输出波形(见MAX9720数据资料, 图1, 第11页)

为了获得最大动态范围，传统的单电源供电耳机放大器输出偏置在标称直流电压(典型值为电源电压的一半)。为了隔离直流偏置与耳机的连接，需要大容值的耦合电容。如果没有隔直电容，会有较大的直流电流注入到耳机内，造成不必要的功率损耗，并有可能导致耳机和耳机放大器的损坏。

与此相反，DirectDrive技术无需直流偏置电压，因而省去了隔直流电容。电荷泵只需要两个小尺寸陶瓷电容，而不是尺寸较大的钽电容，有效节省了电路板尺寸和系统成本，改善了耳机放大器的频率响应。 MAX4410设计方案MAX4410采用DirectDrive结构，工作在3.3V单电源，-3.3V电压由其内部的电荷泵产生。因此，功率放大器可直接由±3.3V驱动，允许每路MAX4410的输出提供大于6V的峰-峰值。


图2. MAX4410典型应用电路(见MAX4410数据资料, 第17页。)

MAX4410能够在3.3V供电时为典型的音频设备提供2VRMS输出，利用MAX4410评估板(EV Kit)测试该应用电路，所得到的THD+N (总谐波失真和噪声)曲线如图3所示。MAX4410能够为10kΩ负载提供2VRMS的输出驱动，THD+N为0.00052%。


图3. MAX4410 THD+N与输出电压

Maxim的DirectDrive技术在降低系统成本、减小系统尺寸的同时，可有效改善系统的性能指标。机顶盒与电缆调制解调器采用3.3V单电源供电，利用MAX4410能够为10kΩ音频负载提供2VRMS的驱动信号。另外，对于需要二阶低通滤波器的线输出放大器，MAX4410是一个理想的选择方案。