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[参考译文] TAS5806MD:是否应对音频放大器的差分输出布线进行阻抗控制?

Guru**** 2889230 points

Other Parts Discussed in Thread: TAS5806MD

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/1642838/tas5806md-should-the-differential-output-traces-of-the-audio-amplifier-be-impedance-controlled

器件型号: TAS5806MD

您好:

我们正在设计包含 D 类放大器 TAS5806MD 的 PCB。 我们想澄清一下该器件差分输出布线的任何阻抗要求。

在数据表中、我们只能找到与热管理相关的指南、但没有提及输出信号的受控布线阻抗。

此外、是否有必要对这些输出信号使用更宽的布线? 如果是、您能否解释这一要求背后的原因?

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    我们的专家将很快为您提供反馈。

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    您好、

    使用宽布线的核心目的不是阻抗匹配、而是用于降低直流电阻 (DCR)、处理高电流并尽可能地减少发热。

    • 降低直流电阻 (DCR):D 类放大器的输出侧有效地连接到功率电感器(输出滤波电感器)。 如果输出布线太细、其寄生电阻会与该电感器形成额外的串联阻抗。 这会导致两个问题:

      1. 直流压降:当大直流偏置电流流动时、细布线会产生显著的压降、从而降低扬声器端子的实际工作电压、从而降低输出功率。

      2. 发热:高电流流经细迹线会产生焦耳加热 (P=I2R)。 这不仅会浪费能源、还会影响芯片和电感器的稳定性(尤其是在高温环境中)。

    • 处理峰值电流:尽管 D 类放大器非常高效、但在提供大功率时、它们会在输出引脚和布线中出现瞬时高峰值电流。 宽覆铜可提供低电阻路径、以确保平稳的电流传输。

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    您好、

    以下是其他设计提示、请参考。 对这些引脚进行布线时、应遵循以下原则:

    • 布线宽度:为了平衡低电阻和抗干扰性、建议​根据标准制造能力、输出布线宽度达到或超过 20mil(约 0.5mm)。 如果您的器件输出高功率(例如,在 4Ω 负载中输出>10W 的功率)、建议将宽度增加到 40mil(约 1mm)或 60mil(约 1.5mm)、具体取决于您预期的峰值电流计算。

    • 严格长度匹配:这是​差分对布线的最关键要求。 OUT_A+和 OUT_A-必须严格对称、并在最小范围内控制长度失配(通常建议在±5mil 内)。 同样、OUT_B+和 OUT_B-也应严格匹配。 在任何情况下、这两个差分对都不应相互交叉、因为这会破坏差分信号平衡并增加共模噪声。

    • 远离噪声源:D 类放大器的输出布线充当高频天线。 布局布线期间、应尽可能缩短布线长度、并使其远离敏感的模拟信号(例如音频输入接口,I2S/I2C 线路,基准电压引脚等)、以防止高频噪声耦合到音频系统中、进而导致失真或噪声。

    • 参考平面:在差分对下方保持一个实心接地层、以提供稳定的返回路径并减少电磁辐射。

    • 连接到 LC 滤波器:布线应直接端接在外部 LC 滤波器(通常为铁氧体磁珠或功率电感器+陶瓷电容器)上。 确保连接到电感器的焊盘足够大、以便进一步降低连接阻抗。

    如果您有其他问题、敬请告知。 谢谢。

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    您好、Peter:

    感谢您的反馈。

    您能否确认差分布线是否需要设计用于特定阻抗、例如 100Ω 或 90Ω?

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    您好、

    不需要、TAS5806MD 的差分输出布线不需要设计为受控阻抗线路(例如 90Ω 或 100Ω 差分)。您无需运行复杂的阻抗计算或咨询 PCB 制造商以了解异乎寻常的“受控阻抗“规格。 只需为输出使用宽而连续的覆铜、并确保每个差分对中的两条走线完全平衡。