Усилители класса D постепенно завоёвывают свой сектор рынка, несмотря на присущие подобной технике «детские болезни». Такие устройства строят на специализированных микросхемах – например, серии TPA31xxD2. К этой линейке принадлежит и «цифровой усилитель» TPA3116D2.
Промышленный усилитель класса D на микросхеме TPA3116D2 выходной мощностью 2х50 ватт
Особенности микросхемы
Микросхема TPA3116D2 представляет собой двухканальный стереофонический усилитель, работающий в классе D. Предельная отдаваемая мощность составляет 2х50 ватт. К другим особенностям, декларируемым производителем в даташите, относят:
- широкие возможности по выбору напряжения питания (4,5..26 вольт);
- высокий КПД (не менее 90%);
- небольшие потребные размеры внешнего теплоотвода;
- возможность программирования предела мощности;
- высокое подавление нестабильности питающего напряжения.
Возможность выбора частоты внутреннего генератора (до 1,2 МГц) позволяет выполнять синхронизацию в системе ведущий-ведомый, а также избегать паразитной амплитудной модуляции.
Функциональная диаграмма TPA3116D2
Выходы позволяют подключать акустическую систему как по мостовой схеме, так и с общим заземленным проводом (Single ended).
Параметры TPA3116D2
Предельные характеристики TPA3116D2 приведены для всего диапазона рабочих температур (Ta), если не оговорено иное.
| Предельные характеристики | ||
|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность |
| Напряжение питания, Vcc (выводы PVcc, AVcc) | -0,3..30 | вольт |
| Входное напряжение, Vi:
на выводах INPL, INNL, INPR, INNR |
-0,3..6,3 | вольт |
| на выводах PLIMIT, GAIN/SLV, SYNC | -0,3..GVDD+0,3 | вольт |
| на выводах AM0, AM1, AM2, MUTE, SDZ, MODSEL | -0,3..GVDD+0,3 | вольт |
| Скорость нарастания выходного напряжения на выводах AM0, AM1, AM2, MUTE, SDZ, MODSEL | 10 | вольт за микросекунду |
| Эксплуатационная температура окружающей среды, Ta | минус 40..+85 | Град.С |
| Температура перехода, Tj | минус 40..+150 | |
| Температура хранения, Tstg | минус 40..+125 |
При достижении данных параметров микросхема может быть повреждена. Периодическая работа в таких условиях снижает надежность усилителя.
| Рекомендуемые параметры характеристики | |||
|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | Выводы |
| Напряжение питания, Vcc | 4,5..26 | вольт | PVcc, AVcc |
| Входное напряжение высокого уровня, Vih | не менее 2 | вольт | AM0, AM1, AM2, MUTE, SDZ, MODSEL |
| Входное напряжение низкого уровня, Vil | не более 0,8 | вольт | |
| Выходное напряжение низкого уровня уровня, Vol | не более 0,8 | вольт | FAULTZ (Rpull-up=100 kOm, Pvcc= 26 V) |
| Входной ток высокого уровня, Iih | не более 50 | микроампер | AM0, AM1, AM2, MUTE, SDZ, MODSEL (Vi=2 V, Vcc=18 V) |
| Минимальный импеданс нагрузки | не менее 3,2 (Rl(BTL) | ом | Выходной фильтр:
L=10 uH, C=680 nF |
| не менее 1,6 (Rl(PBTL) | ом | Выходной фильтр:
L=10 uH, C=1 uF |
|
| Индуктивность выходного фильтра, Lo | не менее 1 | микрогенри |
Электрические параметры измерены при условиях:
- напряжение питания – 12..24 вольт;
- сопротивление нагрузки – 4 Ом;
- Токр=25 град.С.
Если условия отличались или дополнялись, об этом в каждом случае указывается отдельно.
| DC характеристики | ||||
|---|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | Условия тестирования | |
| Выходное напряжение смещения, |Vos| | не более 15 | милливольт | Vi= 0 V,
Gain = 36 dB |
|
| Ток потребления в состоянии покоя, Icc | не более 35 | миллиампер | Pvcc=12 V | SDZ=2 V, нагрузка или фильтр отсутствуют |
| не более 50 | миллиампер | Pvcc=24 V | ||
| Ток потребления в состоянии покоя в режиме выключения (shutdown), Icc (sd) | менее 50 | микроампер | Pvcc=12 V | SDZ=0,8 V, нагрузка или фильтр отсутствуют |
| не более 400 | микроампер | Pvcc=24 V | ||
| Сопротивление канала в открытом состоянии (измерено на выводах), rds (on) | 120 (типовое значение) | миллиом | Pvcc=21 V,
Iout=500 mA, Tj=+25 град.С |
|
| Усиление (BTL), G | 19..21 | децибел | R1=5,6 кΩ, R2 отсутствует | |
| 25..27 | децибел | R1=20 кΩ, R2 = 100 кΩ | ||
| 31..33 | децибел | R1=39 кΩ, R2 = 100 кΩ | ||
| 35..37 | децибел | R1=47 кΩ, R2 = 75 кΩ | ||
| Усиление (SLV), G | 19..21 | децибел | R1=51 кΩ, 51 = 51 кΩ | |
| 25..27 | децибел | R1=75 кΩ, R2 = 47 кΩ | ||
| 31..33 | децибел | R1=100 кΩ, R2 = 39 кΩ | ||
| 35..37 | децибел | R1=100 кΩ, R2 = 16 кΩ | ||
| Время включения, t on | 10 (тип.) | миллисекунд | SDZ=2 V | |
| Время выключения, t off | 2 (тип.) | микросекунд | SDZ=0,8 V | |
| Напряжение управления затвором, GVDD | 6,4..7,4 | вольт | IGVDD |