【应用】立体声耳机放大器SGM4917A助力耳机满足普通家庭K歌需求，输出驱动能力达到80mW

时间： 2020-04-26 来源：世强

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休闲的时候约上三五个好友去KTV场所唱唱歌是一个不错的娱乐方式，这种专业的K歌场所配有很好的效果器、功放和音箱等，而且场所装潢也是有经过一定的声学处理，声音的整体感觉很好。专业场所体验效果虽然好，但是会占用用户比较大块的完整时间，有些用户可能就是想在家利用碎片时间娱乐下就行；基于这种市场需求，我们也在思考如何将K歌场景带到普通家庭的客厅环境中。

住别墅的家庭，一般会在地下室配备一个专业的KTV系统，但是普通家庭因为住房面积小、声音扰民、设备价格高等原因一般是不会在家K歌的。但普通家庭K歌需求也是越来越迫切。经过评估，可以将我们的传统专业点歌机设备再增加一组耳机音频输出，同时该耳机接口能直接驱动耳机；用户只需要戴上耳机，再使用点歌机内部的软效果器功能，就能体验到类似专业KTV场所的声音感受。该应用大大的降低了用户的K歌门槛，不需要很大的住房面积，也不需要去配那些昂贵的效果器、功放和音箱等，用户只需要一个耳机就能实现K歌需求。

确认了产品形态，我们去找对应的耳机放大器芯片，发现TI和圣邦微都有合适的产品，考虑到TI的供货方式发生了变更以及一些其他政治因素，我们更倾向于使用国产的圣邦微产品，公司已有多个项目在使用它家的其他模拟类产品，口碑一直都挺好的。本项目我们在代理商的推荐下使用圣邦微立体声耳机放大器芯片SGM4917A，该部分的原理图如下图。

图1. SGM4917A的原理图

SGM4917有A、B两个版本，其中后缀为B的是内部固定增益，后缀为A的是使用外部电阻来调节增益；考虑到更好的兼容性，我们选择了A版本的芯片。

芯片内部带有电荷泵功能，可以产生一组负电源给运放供电，提高了运放的动态范围，同时运放处于双电源供电也能发挥更好的性能，还能省去输出接口的隔直耦合电容。

芯片的工作电压范围2.7V~5.5V，系统提供5.0V给芯片供电，满足要求；SGM4917A的高PSRR参数指标，允许外部电源直接供给芯片，不再需要经过LDO稳压电路稳压来供电，也能实现良好的性能。

CPU或者音频DAC输出的音频信号大部分是带有直流分量，需要通过电解电容进行隔直耦合；因为是单端信号输入给运放，运放的正输入端要做接地处理（运放是双电源供电，直流分量是零点位）；通过外部电阻R103/R104/R106/R107来控制放大倍数的大小，我们产品选择的是放大-2倍，保持最大的音频输出是2Vrms。

芯片的输出驱动能力达到了80mW，能驱动市面上的大部分耳机；其THD+N也达到了0.02%，大部分用户已经听不出声音的失真度了。

大部分音频产品还需要通过辅助电路来消除上下电的爆音，SGM4917A内部集成了这部分功能，能消除上下电等带来的爆音。芯片采用的是TQFN-3×3-16L封装，尺寸比较小，适合用于更多的场景，如下是我们产品的一个pcb图。