TPS61391升壓變換器,為電容麥克風(fēng)提供48V超低噪聲幻象電源
發(fā)布時(shí)間:2021-07-01 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】麥克風(fēng)是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件,作為電聲系統(tǒng)的輸入部分,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)是非常重要的,決定著最終音質(zhì)的好壞。
當(dāng)前主流的麥克風(fēng)包括動(dòng)圈式和電容式。動(dòng)圈式麥克風(fēng)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成,當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí),連接在膜片上的線圈隨著一起振動(dòng),音圈在磁場(chǎng)里振動(dòng),其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流(電信號(hào)),感應(yīng)電流的大小和方向都變化,變化的振幅和頻率由聲波決定,這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器,從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音;電容式麥克風(fēng)內(nèi)有兩塊金屬極板,膜片振動(dòng)感應(yīng)音壓,引起電壓的變化,將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。從設(shè)計(jì)原理不難發(fā)現(xiàn),電容式麥克風(fēng)將聲音直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào),更能展現(xiàn)原音,具有寬頻帶、快速響應(yīng)、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),是專業(yè)領(lǐng)域及錄音師的首選方案。
電容麥克風(fēng)的內(nèi)部電路需要使用幻象電源來驅(qū)動(dòng),給電容板施加外部偏壓,幻象電源可由獨(dú)立的設(shè)備提供,也可以通過聲卡或調(diào)音臺(tái)提供,麥克風(fēng)通過一條線纜接收電力同時(shí)發(fā)送聲音信號(hào),供電無需單獨(dú)的電纜而是在信號(hào)線中,因此稱為“幻象”。
圖1. 幻象電源
本文介紹的是德州儀器推出的48V輸出的幻象電源應(yīng)用。方案由DCDC升壓TPS61391和線性穩(wěn)壓TPS7A4101兩部分組成,原理圖如圖2所示。TPS61391是一款700kHz PWM控制升壓轉(zhuǎn)換器,可將3.3V或5V的鋰電池、USB等輸入升高到48.5V;TPS7A4101是一款耐壓達(dá)到50V的LDO,將48.5V穩(wěn)壓到48V并能顯著降低輸出電壓紋波。
圖2. 原理框圖
該幻象電源的設(shè)計(jì)方案具有以下優(yōu)勢(shì):
● 輸入3V到5V,適合單節(jié)鋰電池,USB接口等輸入。
● 48V穩(wěn)定輸出,適合電容式麥克風(fēng)的供電。
● 低噪聲,低紋波,在5V輸入,20mA負(fù)載下,最大紋波約4mV如圖3所示,,這相當(dāng)于0.0175%的噪聲含量,足以滿足嚴(yán)苛的應(yīng)用要求。
圖3. 最大輸出紋波
方案尺寸小,成本低:
● TPS61391采用3mm × 3mm × 0.75mm的QFN封裝,內(nèi)部集成開關(guān)FET。
● 相比市面其他的方案:例如需外置FET的升壓控制器,或者需增加倍壓電路的升壓變換器,TPS61391無需外置FET或增加倍壓電路,整體電路簡(jiǎn)單。
● TPS7A4101采用HVSSOP-8封裝且使用的輸出電容也較小,占用的電路板空間非常小。
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