ＡＤ１９９０／９２／９４／９６ Ｄ类音频功率放大器

毛兴武　苗本秀

AD1990、AD1992、AD1994和AD1996是美国模拟器件公司生产的带有集成立体声∑△调制器的两通道桥接负载（BTL）开关型音频功率放大器芯片。AD1990、AD1992、AD1994和AD1996在立体声（或单声道）应用中，输出功率分别为5W×2（或10W×1）、10W×2（或20W×1）、25W×2（或50W×1）和40W×2（或80W×1）。AD1990/92/94/96的主要应用领域包括平板电视机、汽车音响、PC音频系统等。

内部结构及引脚功能

AD1990/92/94/96芯片内部结构框图如图1所示。

AD1990/92/94和AD1996分别采用64引脚LFCSP和36引脚PSOP封装，其中64引脚LFCSP封装的引脚排列如图2所示。

表1为AD1990/92/94/96的引脚功能。

主要性能与特点

AD1990/92/94/96采用低成本DMOS工艺制作，具有以下几方面的性能与特点：（1）集成了带有立体声∑△调制器的功率级，∑△调制器接受1Vrms的输入信号产生一个开关信号去直接驱动扬声器，功率级由4对MOSFET组成两个H桥，每个MOSFET的导通态电阻RDS（ON）<0.3Ω；（2）一个数字和微控制器兼容接口提供复位、静音、PGA增益及过热与过电流输出信号控制；（3）内置静音和咔嗒声抑制电路；（4）提供短路、过热和过电流保护；（5）输出级电源电压PVDD范围为8~20V，模拟与数字电源电压AVDD/DVDD均为5V；（6）THD+N可低至0.005%，动态范围（DNR）达102dB，信噪比（SNR）≥102dB，效率（η）达84%；（7）四种芯片输出功率范围为10~80W。

应用电路

AD1990/92/94/96在立体声应用中的电路如图3所示。

左/右通道的模拟信号（峰值约为1.25V）分别从IC的AINL和AINR脚输入。IC内部放大器将输入信号偏置到参考电平。

AD1990/92/94/96应由256fs（fs为采样率）的时钟驱动。连接在脚CLKI与CLKO之间的晶体（XTAL）用作时钟源。

为使IC正常工作并避免可能的闭锁，应该在脚和保持低电平时加电。一旦电源电压稳定，可以使脚为高电平，脚为高电平。

AD1990/92/94/96每个通道的输出级是一个H桥电路，如图4所示。

在H桥（即全桥）配置中，当一个对角线上的两只MOSFET导通时，另一个对角线上的两只MOSFET截止。IC输出脚（OUTx+和OUTx-）外部连接的肖特基二极管（D1、D2和D3、D4），用作减小高端和低端MOSFET之间非交叠（即死区）时间期间的功率损耗。

IC脚NFx+及NFx-上的电阻分压器（R1与R2及R3与R4）用作设置芯片内部调制器增益（Gain）,Gain=（R1+R2）/R2=(R3+R4)/R4。

调制器增益的选择，应保证在1Vrms的输入信号下，输出信号峰-峰值不超过0.9PVDD。

AD1990/92/94/96内的PGA有4种不同的增益设置，具体数值如表2所列。

当芯片结温超过130℃时，在脚上输出热告警信号。当芯片温度达150℃以上时，芯片被关闭。如果结温降至120℃以下，IC恢复正常工作。

IC的过电流保护门限电平为4A。只要通过MOSFET的电流超过4A，IC将进入静音模式，并在脚上产生输出。一旦IC复位，将恢复正常工作。

AD1990/92/94/96单声道配置如图5所示。