【应用】支持3Vrms输出的单电源供电运放芯片SGM8903应用于机顶盒音频放大电路，省去外围电路
很多消费类产品在RCA模拟音频上的输出幅值范围基本是2Vrms，但是对于一些行业用户来说这个幅值不够，他们喜欢更大的输出幅值，这样在操控机顶盒等产品的音量时，有比较大的操作空间，如果产品有连接功放输出，那么更大的输出幅值可以使得声音听起来更饱满，声音的细节内容也会更加有层次性。
公司的一款定制产品，只需要供货主板给对方，其他部分包括电源和结构等都由他们自己完成。音频RCA输出幅值需求3Vrms，同时对方电源板只能提供5V电源给主板。根据我们采用的CPU方案，支持的DAC输出幅值最大为1Vrms，无法满足用户的需求，需要在外面增加运放电路进行处理才可以。要满足客户需求，外部的运放需要放大3倍才能达到要求，同时主板的最大电源才5V，需要使用电源升压电路；根据我们之间的项目经验，双电源供电运放的音频性能会明显的好于单电源供电的运放，同时运放的双电源推荐至少要在正负9V才能更好的发挥运放的性能。考虑到该设备是在行业客户使用，对声音的要求也会相对比较高，就需要增加一级正电源转负电源芯片，最终实现运放的双电源供电。音频部分还需要增加静音电路，解决开关机阶段的POP音。
采用以上常规运放，会发现外围需要很多的辅助电路，包括电源升压电路，负压转换电路，静音电路等，成本和PCB的占位空间都比较大。当时找圣邦微代理商寻找电源负压芯片的时候，他们在了解了我们的需求和应用场景之后，推荐了一款集上述功能电路为一体的单电源供电运放SGM8903，查看了该芯片的规格书之后，发现确实很适合我们的应用场景，就直接做到了我们的产品上，如下是该部分的原理图。
图1. SGM8903原理图
SGM8903内部有双路运放，刚好符合我们的立体声输出需求；DAC是单端输出，SGM8903采用单端放大电路模式，因为是双电源供电，运放的直流工作点是零电位，+INL和+INR管脚选择接地处理。
它内部有电荷泵电路，可以产生负电源给运放供电，最终实现最大3Vrms输出，这个是需要外部电阻去匹配的，本产品DAC只能最大输出1Vrms，外部运放就需要放大3倍，通过电阻R407、R408、R410和R412进行配置。
它的工作电压为3V~5.5V，我们产品可提供的电压为5V，在范围之内。
SGM8903带有一个使能管脚，这个很类似于继电器控制音频输出的功能，系统上电阶段会有噪音产生，通过控制这个使能脚，保证这个阶段没有音频输出，实现了静音功能；待系统稳定之后，电源电压也稳定了，再使能打开输出信号。芯片不仅可以通过使能管脚来实现静音功能，还可以通过UVP管脚来实现，外部有接了两个分压电阻R414和R415，当管脚UVP的电压大于1.13V时，芯片信号才开始输出，这个时候对应的外部电压是4V，芯片内部还带有迟滞器功能可以实现更低电压（比如外部电压到了3.8V）的时候才关闭芯片信号输出，通过电阻R413选择迟滞电压的大小；通过这个机制也能一定程度上来消除上下电的pop音。
电路设计上输入电路增加了AC耦合电路，保证直流工作点不会互相影响；可以根据CPU或者DAC的输出幅值适当的匹配后端的放大电路的阻值，实现不同的放大倍数控制。
电路设计的大部分参数可以参考数据手册给的参考值，同时要特别注意电容材质的选择，在音频电路中推荐使用NPO材质。
SGM8903的THD+N参数达到0.001%，这个指标可以满足大部分消费类产品的音频信号要求，如下是我们的一个产品图。
图2. SGM8903产品图
通过使用SGM8903芯片，实现了单电源5V供电，音频RCA的输出幅值达到了3Vrms；省去了外围的升压电路、负压电路和静音电路。在保证产品质量的前提下，大大的节省了成本和PCB板的空间占位，是机顶盒音频放大电路单电源供电运放的一个理想选择。
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