NS4816是一款集成了電荷泵轉(zhuǎn)換器的高效G類音頻功放。

全差分放大

     由于無輸出濾波器的調(diào)制結(jié)構(gòu)減少了外部元件的數(shù)量，減小了電路板的面積，因此降低了整體成本。當(dāng)沒有輸入信號時(shí)，正負(fù)輸出端同相輸出 50%占空比的方波，輸出互相抵消，所以揚(yáng)聲器負(fù)載上沒有電壓，因此空閑狀態(tài)下沒有電流流過負(fù)載。當(dāng)有信號輸入時(shí)，占空比會(huì)發(fā)生改變，對于上升的輸出電壓，VOP 占空比增加，VON 占空比降低。對于下降的輸出電壓則相反。兩個(gè)不相等的輸出方波產(chǎn)生了差分的輸出信號。

    NS4816 是一款帶差分輸入和輸出的全差分放大器，差分輸出電壓等于差分輸入電壓乘以增益。NS4816可以用作單端輸入，但是在噪音明顯的環(huán)境下，例如無線對講機(jī)，差分輸入可以保證良好的系統(tǒng)噪音抑制。

電荷泵升壓轉(zhuǎn)換器

    NS4816 內(nèi)置一個(gè) 1.5 倍電荷泵轉(zhuǎn)換器。這個(gè)轉(zhuǎn)換器可以將電源電壓 VDD 升壓輸出更高的電壓 PVDD，給功率輸出級供電。通常超過 5.9V 時(shí)，過壓保護(hù)電路會(huì)啟動(dòng)，以保護(hù) PVDD 不超過最大允許工作電壓。

一線脈沖控制

    NS4816 使用一線脈沖控制工作模式，用戶可以通過在 SHDN 管腳上輸入脈沖信號來選擇模式

模式切換時(shí)序

    為了避免進(jìn)入錯(cuò)誤的狀態(tài)，NS4816 應(yīng)先上電再輸入控制信號。當(dāng)需要切換工作模式時(shí)，SHDN 應(yīng)先拉低超過 1ms，然后再輸入新的控制信號

自動(dòng)增益控制

    AGC 功能可以通過一個(gè)內(nèi)部的 PGA 保證對放大器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)，芯片持續(xù)檢測輸出，調(diào)整放大器信號通路上的增益。這個(gè)功能可以感知音量信息，避免出現(xiàn)喇叭音量過載。增益以 0.5dB 的電壓梯度（1dB 的功率梯度）隨著音頻信號變化，當(dāng)信號幅度穩(wěn)定，增益不會(huì)變化。長期大功率工作狀態(tài)下，AGC 功能有效延長了喇叭的壽命。

電源去耦電容

    NS4816 是一款高性能的 G 類音頻功放，因此需要對電源進(jìn)行去耦以提高效率和降低 THD。對于高頻的瞬態(tài)信號，毛刺和數(shù)字抖動(dòng)等干擾信號，需要在離 VDD 管腳盡量近的地方，放置一個(gè)低 ESR 的 4.7µF陶瓷電容以保證最好的效果，因?yàn)槿魏坞娙莺托酒g連線的寄生電感和電阻會(huì)降低工作效率。同時(shí)為了濾除高頻噪聲信號，需要放置一個(gè) 0.1µF 的電容。

電荷泵充電電容

    電荷泵充電電容用于在電源和電荷泵負(fù)載之間傳遞能量，其值直接直接影響電荷泵的負(fù)載調(diào)整率和輸出能力，過小的充電電容會(huì)影響電荷泵的負(fù)載調(diào)整率和輸出能力，從而影響功放的輸出功率。電荷泵充電電容越大，負(fù)載調(diào)整率和驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)。建議選用2.2uF/10V，低 ESR 的 X7R、X5R 陶瓷電容。

電荷泵保持電容 C PVDD

    保持電容 C PVDD 的 ESR 值會(huì)顯著影響 PVDD 的紋波，增加這個(gè)電容值會(huì)降低紋波而減小電容值會(huì)增加紋波。建議選用 4.7µF/10V 的電容。

磁珠濾波器

    當(dāng)電路敏感頻率超過 1MHz，沒有 LC 濾波器導(dǎo)致系統(tǒng)無法通過 EMI 測試，可以使用一個(gè)磁珠濾波器。該濾波器可以通過 FCC 和 CE 測試，因?yàn)閮烧咧粶y試 30MHz 以上的放射干擾。可以選擇一個(gè)高頻時(shí)高阻抗和低頻時(shí)低阻抗的磁珠，而且有足夠電流能力驅(qū)動(dòng)負(fù)載。如果低于 1MHz 的 EMI 敏感電路或者喇叭到芯片有較長導(dǎo)線，可以選用 LC 濾波器。使用時(shí)確保磁珠盡量靠近 VOP 和 VON 管腳。

TVS 管

     為了提高 ESD 系統(tǒng)的表現(xiàn)，需要一對對稱的 TVS 管，以保證良好的音質(zhì)表現(xiàn)，注意管子應(yīng)靠近喇叭。

PCB布局建議

為充分發(fā)揮 NS4816 芯片的性能，PCB 設(shè)計(jì)必須仔細(xì)考慮，盡量遵循以下原則：

    1. 電源線長寬比盡量小，必須單獨(dú)走線，布線短而粗，寬度大于 0.75mm，去偶電容必須以最近距離靠近 IC 電源管腳。

    2. 升壓電容 C1,C2 盡可能靠近 IC，走線短而粗，如有過孔，必須保證過孔的電流強(qiáng)度。PVDD 的電容盡量靠近芯片的 PVDD 腳。

    3. 信號輸入電容電阻靠近芯片的正負(fù)輸入端，并且要平行布線。

    4. 功率輸出端磁珠盡可能靠近 IC 正負(fù)輸出端，磁珠后要緊接接地的電容，必須保證電容充分接地，輸出線寬大于0.5mm。