立体声音频功率放大器ＬＭ４７５６

何晓薇

LM4756是美国国家半导体公司最近推出的一种专门应用于立体声TV等消费类产品的音频功率 放大器。这种新型放大器带有静音、待机、音量控制和输出短路及过热关断保护功能。在音量控制电路之后，还内置左／右两个线路放大器，为向外部功率放大器发送信号提供预放大 输出控制。

主要性能与特点

LM4756的主要性能和特点如下：

(1)采用15引脚非隔离塑料封装，外形及引脚排列如图1所示；(2)利用15~28V(典型值是22V) 的单电源工作，适合于在TV等视听或音响产品中应用；(3)在10%的THD下，每个声道能输出7 W的功率进入4Ω或8Ω的负载；(4)放大器增益在内部设置在30dB，用0～5V的DC电压控制音量，提供80dB的音量衰减；(5)平滑过渡信号渐强和渐弱静音，提供75dB的衰减；(6)低功率消耗待机模式仅消耗7mA的电源电流；(7)输出级基底噪声仅约2mV，信噪比大于70dB；(8)带至少2A的AC输出短路保护和门限温度为150℃的热关闭保护。

应用电路

LM4756的内部结构及其典型应用电路如图2所示。其主要电路的功能及工作原理如下：

1.音量控制

IC的3脚外部电位器用作控制音量。当3脚上电压为0V时，IC的预放大级被衰减到80dB；当3脚上电压为5V时，信号衰减为0dB。100kΩ的电阻和0.1μF的电容组成RC低通滤波器，以防止 任何噪声耦合到IC。

2.静音与待机功能

LM4756的静音功能允许用户静音音乐进入到放大器，从输入到输出可提供60dB的衰减。当IC 的10脚为逻辑“1”或5V时，静音功能被赋能；当10脚为逻辑“O”或0V时，静音功能无效。 为防止10脚外部机械开关颤动影响IC正常操作，应在10脚外部设置由51kΩ电阻和1μF电 容组成的RC低通滤波器。但在多数情况下，是利用微控制器(或COP微控制器)与LM4756的逻 辑控制功能接口。在此情况下，则不需要RC滤波器。

当IC的9脚为逻辑“1”或5V时，则进入待机模式。在该状态下，IC仅消耗不到10mA的静态电源 电流，在22V的电源电压下的待机功耗约为150mW。当IC的9脚上为逻辑“0”或0V时，待机功能截止。在使用待机控制机械开关时，需在9脚外部设置由5kΩ电阻和1μF电容组成的RC低通 滤波器。若利用微控制器与IC的逻辑控制功能接口，没有必要加RC低通滤波器。

当待机功能被激活时，则越权静音功能。在静音状态下，若待机功能赋能，IC则进入低功率 消耗待机状态。在待机功能截止后，IC才会重新置于静音模式。附表列出了待机与静音功能 条件。

3.接通与关断特性

为最大限度抑制LM4756接通和关断时的卡搭声/喀呖声，可利用图3所示的接通/关断时序。

功率放大器电源电压(22V)是待机和静音逻辑电压(5V)的5倍以上。假定在Vcc的存储电容器 充电之前待机和静音逻辑电压均为5V，IC则处于待机模式，放大器输出为0V，静态电源电流 约为7mA。当电源电压达到Vcc(22V)之后，待机电压降为0V，放大器偏置电压被充电到Vcc/2 ，IC仍被置于静音模式，电源电流增加到13mA。当输出线性增加到Vcc/2时，静音功能截止( 静音电压变为0V)，允许IC放大输入信号，器件进入播放模式。在此情况下，静态电源电流约为80mA。

在关闭电源时，IC首先被置于静音模式，使输出无声。尔后，器件进入待机模式。此时，偏置和输出电容放电(到地)，主电源关闭。

上述接通/关断方案有较好的抗咔嗒声性能，但IC对输出级安全工作区(50A)可能造成的破坏并无保护作用。为此，可以利用图4所示的外部电路。

在图4所示的电路中，当机械待机开关S1从接地(播放模式)时接到5V(待机模式)时，晶体管Q 1因正向偏置而导通，电容C7放电，使音量控制脚(3脚)上电压变为地电位，在放大器输出上 的音频信号迅速衰减，如图5所示。当信号衰减时，D1被反向偏置，9脚上的5V电压通过电阻R4对电容C8充电。随C8上电压升高，二极管D2正向偏置，通过R4的电流同时经D2对电容C9充 电。由于电阻R5的阻值较大，通过R5的电流可以被忽略。随C8和C9上的充电电压升高，待机脚(9脚)和静音脚(10脚)上的电压逐渐增加。随电容C7放电，音量控制脚(3脚)上电压很快变 为零电平，输出信号也接近0V。在待机脚上电压变为逻辑高电平时，IC被置于待机模式。在 待机状态下，静态电源电流约为7mA。

当待机开关S1转接到地时，Q1迅速截止，D1正向偏置，C8通过D1放电，使9脚上电压变为0V 。当C8放电时，二极管D2反向偏置，C9通过R5放电。由于R5约为R4的10倍，当待机功能截止时，静音脚上电压尚需一段时间才接近0V。在静音脚上电压减小过程中，音量控制脚上电压 随5V电压经音量电位器和R6对电容C7充电缓慢增加，放大器输出信号从静音脚上电压开始下降起，则由小到大逐渐增强。

在图4所示的电路中，待机开关同样优先于静音开关，工作状态依从附表所列。采用这种附加电路，可得到比较令人满意的接通/关断特性，并对IC输出级SOA不会造成危害和破坏。

4.附加线路输出

LM4756还分别在4脚和2脚输出左/右两路信号(参见图2)，为发送到外部放大器提供预放大输出控制。例如，在发送到家庭影院接收机的音频信号上，TV的遥控提供音量控制。左/右两个线路放大器在4脚和2脚上的输出仅能驱动2~10kΩ的高阻抗负载，分别通过一只1μF的电容耦合并连接一支10kΩ的输入电阻加至外部处理IC。输入到处理IC的音频信号低端频率为f L=1/2πRC=1/2π×10kΩ×1μF=16Hz。