Texas Instruments TAS6424R-Q1数字输入D类音频放大器采用2.1MHz PWM开关频率，能够以微小的PCB尺寸实现器件成本优化。针对启停事件，该器件还可在低至4.5V的电压下全面运行，并且在音频带宽高达40kHz时具有出色的音质。输出开关频率可设置为高于或低于AM频段。高于AM频段消除了AM频段干扰，并降低了输出滤波和成本。低于AM频段有助于优化效率。

数据手册：*附件：Texas Instruments TAS6424R-Q1数字输入D类音频放大器数据手册.pdf

该器件具有内置负载诊断功能，用于检测和诊断错误连接的输出。该功能可以检测交流耦合高频扬声器，以帮助缩短制造过程中的测试时间。该器件增加了EMI管理特性，包括扩频、输出相位偏移和经过优化的转换率，有助于应对系统级EMI挑战。Texas Instruments TAS6424R-Q1 D类音频放大器设计用在汽车音响主机和外部放大器模块中。

特性

符合汽车应用类AEC-Q100标准
- 温度等级1级（-40°C至+125°C T A ）
高级负载诊断
- 无需输入时钟即可进行直流诊断
- 交流诊断用于高频扬声器阻抗和相位响应检测
轻松满足CISPR25-L5 EMC规范
音频输入
- 四通道^I2S^或4/8通道TDM输入
- 输入采样率为44.1kHz、48kHz和96kHz
- 16位至32位^I2S^和TDM的输入格式
- 支持高分辨率音频系统
音频输出
- 四通道桥接层负载 (BTL)
- 双通道并联BTL (PBTL)
- 高达2.1MHz输出开关频率
- 45W，2Ω 10% THD（14.4V BTL时）
- 75W，4Ω 10% THD（25V BTL时）
- 150W，2Ω 10% THD（25V PBTL时）
4Ω音频性能（14.4V BTL时）
- THD+N：< 0.009%（1W时）
- 输出噪声：30V~~RMS~~
- 串扰：–97dB
负载诊断
- 开路负载、短路负载、电池短路、接地短路
- 线路输出检测高达6k?
保护
- 增强型反向电流能力
- 输出电流限制和短路保护
- 40V负载突降
- 开路接地和电源容差
- 直流偏移
- 过热、欠压和过压
普通运行
- 4.5V至26.4V电源电压
- ^I2C^控制，具有四个地址选项
- 锁存和非锁存夹子检测
- 增强型EMI管理

功能框图

TAS6424R-Q1数字输入D类音频放大器的技术解析与应用

一、产品概述

TAS6424R-Q1是德州仪器(TI)推出的一款面向汽车电子应用的4通道数字输入D类音频放大器芯片，具有以下核心特性：

?高功率输出?：75W/4Ω(BTL)或150W/2Ω(PBTL)输出能力（THD+N=10% @25V）
?宽电压范围?：4.5V至26.4V工作电压，支持汽车启停系统
?高级诊断功能?：集成DC/AC负载诊断，包括开路、短路、阻抗检测等
?优异EMC性能?：轻松满足CISPR25-L5电磁兼容标准
?汽车级认证?：符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至+125°C）

该器件专为汽车音响系统设计，包括主机头单元和外部功放模块应用，在小尺寸PCB上实现了高功率密度和卓越音质。

二、关键特性详解

1. 音频性能表现

?超低失真?：THD+N <0.009%@1W/4Ω/14.4V
?高信噪比?：输出噪声低至30μVRMS（A加权）
?宽带宽?：支持高达40kHz音频带宽
?多增益选项?：7.5V/15V/21V/29V四级可编程增益
?采样率支持?：44.1kHz/48kHz/96kHz输入采样率

2. 负载诊断系统

TAS6424R-Q1集成了全面的诊断功能：

?DC诊断?：可检测开路负载(OL)、短路负载(SL)、对电源短路(S2P)、对地短路(S2G)
?AC诊断?：可测量负载阻抗和相位响应（精度±0.5Ω）
?线输出检测?：可识别高达6kΩ的高阻抗负载
?诊断时间?：全4通道DC诊断仅需230ms，AC诊断520ms

3. 保护机制

?温度保护?：通道级和全局过热警告(OTW)及关断(OTSD)
?电压保护?：过压(OV)/欠压(UV)保护，可承受40V负载突降
?电流保护?：两级过流保护(OC Level1/Level2)
?DC偏移保护?：自动检测并关断异常DC偏移

三、系统架构与工作原理

1. 功能框图

TAS6424R-Q1采用数字输入直接驱动PWM调制器的架构：

?数字音频接口?：支持I2S/TDM格式，16-32位数据宽度
?数字处理?：包含高通滤波、音量控制(-100dB至+24dB，0.5dB步进)
?PWM调制?：可编程开关频率(352kHz至2.1MHz)
?功率级?：集成90mΩ RDS(on)的MOSFET全桥
?诊断保护?：实时监控系统状态

2. 关键电路设计

?自举电路?：每个通道需要1μF自举电容（16V以上X7R材质）
?输出滤波器?：推荐3.3μH电感+1μF电容组合（2.1MHz开关频率时）
?电源去耦?：PVDD需470μF电解电容+1nF陶瓷电容组合
?散热设计?：需外接散热器连接至裸露焊盘（必须接地）

四、应用设计要点

1. 典型应用电路

?BTL模式?：每通道使用两个输出引脚驱动单个扬声器
?PBTL模式?：可并联两个通道驱动更低阻抗负载（需通过寄存器配置）
?线驱动模式?：支持直接驱动外部功放的差分输入（5.5VRMS输出）

2. EMI管理技术

?扩频调制?：可通过寄存器编程8%的频率变化范围
?相位交错?：支持210°/225°/240°的通道间相位偏移
?优化的slew rate?：减少高频谐波辐射

3. 汽车特殊需求设计

?低电压工作?：支持低至4.5V的冷启动电压
?诊断策略?：上电时自动执行负载检测，支持制造测试简化
?故障恢复?：可配置自动恢复或锁存模式

五、评估与测试建议

?性能测试要点?：
- 使用AES17滤波器测量THD+N
- 验证各保护阈值的准确性
- 在不同电源电压下测试最大输出功率
?EMC测试准备?：
- 优先尝试2.1MHz开关频率配置
- 验证不同相位偏移设置的影响
- 确保PCB布局符合参考设计指南
?诊断功能验证?：
- 使用已知负载验证诊断准确性
- 测量诊断执行时间
- 验证故障恢复流程

六、选型指导

TAS6424R-Q1提供多种兼容型号选择：

型号	通道数	电源范围	特点
TAS6424R-Q1	4	4.5-26.4V	7.2A限流，支持PBTL
TAS6424-Q1	4	4.5-26.4V	6.5A限流
TAS6424L-Q1	4	4.5-18V	4.8A限流
TAS6421-Q1	1	4.5-26.4V	单通道版本

设计人员应根据输出功率需求、散热条件和成本目标选择合适的型号。

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TAS6424R-Q1数字输入D类音频放大器的技术解析与应用

特性

功能框图

TAS6424R-Q1数字输入D类音频放大器的技术解析与应用

一、产品概述

二、关键特性详解

1. 音频性能表现

2. 负载诊断系统

3. 保护机制

三、系统架构与工作原理

1. 功能框图

2. 关键电路设计

四、应用设计要点

1. 典型应用电路

2. EMI管理技术

3. 汽车特殊需求设计

五、评估与测试建议

六、选型指导

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