TPA6132A2正相單端放大器電路設計

　　摘要

　　TI 提供的TPA6132A2，因為其100dB 的高信噪比，0.01%的低失真度，出色的消除POP 聲的能力，以及極高的性價比，在手機等移動設備中，得到了廣泛的應用。

　　由于移動設備芯片的集成度的提高，越來越多的芯片組選擇了單端的連接方式作為耳機通道的輸出。

　　TPA6132A2 同時提供了差分，以及單端反相放大的連接方式。但由于一些應用，例如需要配合其他播放設備使用，對于輸出的相位有嚴格的要求，因此需要以正向的單端放大器的連接方式連接TPA6132A2。

　　本文將討論TPA6132A2 的正向單端放大器的連接方法，以及需要注意的事項。

　　1. TPA6132A2 簡介

　　TPA6132A2 是TI 推出的DirectPath 系列的立體聲耳機放大器，由于集成了Charge Pump，提供了負電源，因此能夠輸出參考地的無直流分量的輸出波形，使得放大器不再需要大體積的輸出隔直電容。

　　TPA6132A2 作為一個全差分輸入的耳機放大器，提供了極高的共模抑制比以及電源抑制比，因此能夠達到極低的噪聲輸出水平。

　　對于單端的連接，可以簡單的將INL+和INR+接地，輸入信號由INL-和INR-接入。此時TPA6132A2 構成了反相放大電路，輸入的直流偏置為0V，直接由INL/R+供給，因此可以節省一對耦合電容并且由于播放中，耳機的左右聲道互相參考，因此同時被反相的兩個聲道保持同向。所以在TPA6132A2 的手冊中，TPA6132A2 將反相放大電路作為了示例。

　　而在實際的應用中存在一些場景，存在非獨立參考的相位，此時聲波在空間會存在一定的抵消現象，因此一些設計，即使是使用耳機也希望采用DAC 輸出的原始相位。因此本文討論并提供了正確的正相放大器的接法。

　　圖一 TPA6132A2 單端反相放大器

　　2. TPA6132A2 正相放大器原理

　　a. TPA6132A2 內部原理

　　TPA6132 集成了放大電路的反饋網絡，根據G0, G1 管腳的配置，會使能不同的反饋網絡阻值，來得到不同的放大倍數。SGND 用于連接耳機左右聲道地線所共用的FM 電感，用于消除電感阻抗上左右聲道歸地電流引起的竄擾。

　　圖二 TPA6132A2 內部反饋網絡構成

　　b. TPA6132A2 正相放大器連接方法

　　因為耳機對于放大器直流分量過于敏感，且HPVSS 并不完全對稱與VBAT，因此需要引入直流反饋來減小輸出的直流分量，因此需要將INL-和INR-通過一個直流反饋電容接地。

　　而由于前端芯片輸出一般都有較高的直流分量，因此需要在INL+和INR+端接入隔直電容。

　　圖三 TPA6132A2 單端正相相放大器

　　由于正向輸入腳和反相輸入腳的阻抗均相等，因此隔直電容和直流反饋電容可以選擇相同的容量，大小等于：

　　其中fc 為系統的轉折頻率，一般取值小于20Hz，而Rin 可參考下表中的阻值。

　　表一 不同增益下Rin 的阻值

　　3. 正相單端放大器使用注意事項

　　a. 輸入電容和反饋電容的選擇和噪聲抑制

　　因為輸入電容和反饋電容在低頻的容抗會計入反饋網絡，因此不匹配的電容會降低相應頻段的共模抑制

　　比，所以在實際應用中可以選擇：

　　1. 精度高的電容作為輸入及反饋電容，這樣容抗能夠極大的接近，減小對于共模抑制比的影響;

　　2. 容量更大的電容作為輸入及反饋電容，這樣即使兩顆電容容量存在差異，但由于容抗相對于反饋電阻網絡較低，因此也能減小對于共模抑制比的影響。

　　b. 直流反饋電容的接地點

　　由于移動式設備集成度高，因此很難規劃嚴格的回地電流，所以在實際的布線中需要考慮歸地電流對于電路的影響。一般選擇前級芯片的模擬接地點作為直流反饋電容的接地點，因為輸入信號以及反饋能夠參考同樣的地，因此地線上拾取的噪聲能夠被放大器共模抑制消除。