【应用】运算放大器SGM721用作麦克风输入放大器，电源电流典型值仅1.2mA，增益带宽积达11MHz

时间： 2022-06-01 来源：世强

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该项目是为某公司定制的音频编解码通信板。主要功能是CPU通过以太网传输音频信息，然后经过编解码芯片把音频信息还原为声音。另外麦克风拾取的声音信号通过编解码电路后送到CPU处理，再通过以太网进行传输。板卡上选用了圣邦微的SGM721运放作为麦克风的前置放大器，本文介绍SGM721的设计使用方法。

板卡主要功能框图如下所示。

图 1 板卡主要功能框图

板卡的工作原理是CPU通过RMII接口外接的PHY组成一个100M以太网接口，用来接收网络数据，数据在CPU中处理后，送到外接的CODEC芯片进行解码，解码后的音频信号送到功放进行放大，然后通过喇叭还原为声音；另外从麦克风拾取的声音信号经过SGM721进行放大处理后送达SGM721进行语音编码，然后传给CPU进行处理，转换为以太网数据包后，再通过100M以太网接口送出。

我们选择SGM721XN5/TR的原因和优势如下：
1）工作电压范围是2.1V-5.5V，项目的需求是3.3V，可以满足要求；
2）SGM721为单路运放，封装为SOT23-5，体积小巧，符合现在电子设备小体积的要求；
3）功耗低，电源电流典型值只有1.2mA，符合项目低功耗的需求；
4）器件增益带宽积为11MHz，完全满足音频带宽要求；
5）SGM721为国产器件，和进口器件相比性价比更好，货期短，满足项目研发时间要求；
6）器件最高工作温度为150℃，项目需求为85℃，完全满足要求；
7）器件的ESD防护等级为8000V，等级较高，项目需求为4000V，也满足要求；
8）圣邦微公司在国内只做模拟器件的时间比较早，产生质量好。

SGM721介绍

SGM721是圣邦微推出轨到轨运算放大器，SGM721主要性能特点如下：

●工作电压范围：2.1V-5.5V，符合我们3.3V供电要求；

●输入偏置电压最大4mV；

●输入输出电压支持轨到轨；

SGM721功能框图如下所示。

图 2 SGM721功能框图

SGM721原理图设计

SGM721原理图设计如下图所示。

图 3 SGM721原理图

SGM721电路形式和电阻电容取值都是根据CODEC厂家的参考设计进行选择，其中电阻精度为1%。需要注意的是5脚电源输入需要用磁珠和其他数字电源分开，这里用选了一颗100欧姆阻抗，电流0.7A的磁珠，加上一颗0.1uF的电容组成LC电路，对电源上的干扰进行滤波；另外该电路的地信号也需要和其他数字电路隔离，我们把SGM721的地信号和其他的数字地之间通过一颗磁珠进行连接，这样既可以阻挡干扰，同时也能保证直流电流可以顺利通过。

SGM721 PCB图

SGM721的PCB图如下所示。

图 4 SGM721 PCB图

图中下方为CODEC芯片，上方为SGM721。这部分的PCB布局布线都按照模拟电路要求进行设计，比如信号周围铺地，模拟地和数字地分开，最重要的是运放的输入信号和输出信号一定要分开，否则会造成运放自激。

结论

SGM721XN5/TR是一颗SOT23-5小封装的单运放，具有低噪声，低功耗，轨到轨输入输出等特性。经过我们实际应用测试，麦克风输入的音频信号经过SGM721放大后，没有出现失真的现象，满足应用要求。

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