重新审视低功耗滤波器、耳机驱动器

新的运算放大器系列具有业界领先的速度与电源电流的关系。LTC6261 / LTC6262 / LTC6263 系列 （单通道、双通道、四通道） 在 240μA 的低电源电流条件下提供了 30MHz 的电流，并具有 400μV 的最大失调电压以及轨至轨输入和输出。结合1.8V至5.25V电源，这些运算放大器支持需要低功耗和低电压性能不折不扣的应用。

桥接差分输出放大器

带宽下的低电源电流和噪声性能允许以便携式音频设备中通常耗散的一小部分实现出色的保真度。与有源滤波器一样，鉴于LTC6261的独特功能，重新审视便携式音频设备耳机驱动器是一项合理的事业。

耳机扬声器阻抗范围为32Ω至300Ω;他们的责任，从每1mW80dB到100dBSPL及以上。例如，考虑每1mW具有90dBSPL的耳机扬声器，需要100mW才能达到110dBSPL。32Ω时，RMS电流为56mA，电压为1.8V;120Ω、29mA 和 3.5V。

图1.音频耳机桥接驱动器

给定一个 3.3V 电源和一个 LTC6261 放大器的输出，可能没有足够的驱动能力来产生 100mW。然而，两个180°相控相放大器的组合足以提供必要的驱动，以达到100mW以上的输出功率。该桥式驱动电路的复制使左右两侧都能供电。

LTC6263 在一个小封装中提供了四个放大器。来自 2 个放大器 LTC6262 驱动左侧或右侧信号的数据如图 2 和图 3 所示。两个放大器的基本电流消耗，高达1VP-P输入但无负载，为500μA。

图2.LTC6262 桥式驱动器随不同负载与频率变化的 THD 和噪声

图3.LTC6262 桥式驱动器 THD 和噪声随不同负载与 1kHz 幅度的关系

该电路由第一个闭环增益= 1.5的反相增益级和随后的反相级组成。反相级的组合产生单端输入至差分输出增益为3。

500mVP-P输入，输出为1.5VP-P，或 0.75V 最大值，或 0.53V有效值.对于 50Ω、500mV 输入时，可提供大约 5.6mW 的输出功率。1V 时P-P输入时，电路提供22.5mW。请注意，LTC6261 输出能够随负载摆动接近轨至轨，这很有帮助。

该电路在实验室中的第一个构建产生了几百Hz的显着音调。事实证明，正输入在所有频率上都没有很好地接地作为“交流接地”，因为电压没有牢固地固定。当使用单电源而不是双电源时，需要固定电压。采用单电源供电时，VM不是地，而是为使反相拓扑正常工作而创建的中轨电压。产生V的电阻分压器M具有较大的电阻值（例如，两个 470K 串联），以最大限度地减少额外的电源电流。大电容器可确保在低频下具有强接地。事实上，增加一个大电容（1μF，与470k电阻并联形成一个极点）消除了神秘的失真音调。

尽管静态电流较低，但该驱动器可为耳机负载提供低失真。在足够高的幅度下，失真会随着运算放大器输出削波而急剧增加。当输出晶体管开始耗尽电流增益时，削波发生得更快，负载增加。

便携式设备的一个重要问题是电池消耗。大声播放的音乐或听众的音乐选择会影响电池消耗率。设备的最终用途不受设计人员的控制。然而，静态电流不是。由于设备的大部分时间可能都处于空闲状态，因此静态电流非常重要，因为它会不断耗尽电池电量。LTC6261 的低静态电流增加了电池放电时间。

结论

此处所示的应用利用了 LTC6261 运放系列中独特的功能组合。这些器件的低静态电流不会降低其性能，其性能通常为更耗电的器件保留。轨到轨输入和输出、关断和封装选择是增加其多功能性的特性。

审核编辑：郭婷