LM4888是美國國家半導體公司（National Semiconductor Corporation）推出的Boomer系列音頻功率放大器中的一員。該芯片采用5伏供電，提供2.1W輸出功率，并將之輸入4W的負載，也可以提供2.4W的輸出功率，然后將之輸入3W的負載，而總諧波失真及噪聲（THD+N）不會超過1.0%。其3D增強模式是特別為用戶提供的功能選項之一，可以用以增強立體聲輸出效果。特別是，LM4888允許為外形纖薄的便攜式產(chǎn)品如拍照手機添加一些像音響系統(tǒng)、MP3播放器及FM收音機等新功能。
LM4888芯片設(shè)有兩個獨立的耳機啟動輸入，每一輸入都有不同的邏輯電平閾值。兩個耳機啟動輸入都可各自啟動單端耳機模式以及關(guān)閉橋接負載輸出模式。耳機感測輸入功能是專為正常的立體聲耳機插孔而設(shè)。余下的輸入耳機邏輯可以接受正常的邏輯電平閾值。此外，LM4888設(shè)有低功耗的停機模式及過熱停機保護功能，以及特有專用電路，可以抑制系統(tǒng)啟動時的“開關(guān)/切換”噪音。
LM4888典型應用包括手機、多媒體監(jiān)視器、便攜式及臺式電腦、便攜式音頻系統(tǒng)等。
1、驅(qū)動3-4Ω電阻時的PCB布線和電源調(diào)整
負載功耗是由流經(jīng)該負載及其阻抗的電壓決定的。隨著負載阻抗的減小，其功耗將很大程度上取決于放大器的輸出管腳與負載連接部位之間的互連(包括PCB的布線和導線)電阻的大小。這些駐留布線的電阻會產(chǎn)生電壓降，使功耗出現(xiàn)在電流流經(jīng)的線路上，而不是出現(xiàn)在負載本身上。舉例來說，阻力為0.1Ω的布線可以將一個4Ω負載的輸出功耗從2.1W降低為2.0W。隨著負載阻抗的進一步減小，負載功耗減少的問題進一步惡化。因此，為了維持最大的負載功耗和最寬的輸出電壓幅度，連接放大器輸出管腳與負載之間的PCB布線路徑必須盡可能的寬。
不良的調(diào)節(jié)電源反過來也會影響最大輸出功率。對于一個不良電源，其輸出電壓會隨著負載電流的增加而下降。電源電壓的下降會降低下級設(shè)計的電壓裕量，削割輸出信號，并且減少輸出功率。甚至對于性能剛好夠用的電源來說，布線阻抗所導致的結(jié)果與不良的電源所導致的結(jié)果一樣。因此，采用盡可能寬的電源布線路徑對于保持全輸出電壓及幅度是很有好處的。
2、橋接模式的結(jié)構(gòu)
LM4888由兩對運算放大器組成，形成了一個兩通道(通道A和通道B)立體聲放大器。其中，外部反饋電阻器R2(或者R3、R4)和R8(或者R6、R7)，以及輸入電阻器R1和R9用來設(shè)置放大器A(-out) 和放大器B(-out)的閉環(huán)增益，而兩個20kΩ的內(nèi)部電阻器用來將放大器A的(+out)管腳和放大器B的(+out)管腳的增益設(shè)置為1。LM4888用來驅(qū)動連接于兩個放大器輸出-OUTA和+OUTA之間的負載，如揚聲器。
放大器A的(-out)輸出管腳同時也擔當著放大器A(+out)的輸入。這樣，兩個放大器所產(chǎn)生的信號在量上是相同的，但是相位卻相差180°。利用這種相位差，可以在-OUTA和+OUTA之間放置一個負載，并以差分方式進行驅(qū)動，通常稱為“橋接”。
橋接放大器的差別在于單端放大器，該放大器用以驅(qū)動跨接于單個放大器的輸出管腳和接地管腳之間的負載。對于一個給定的電源電壓，橋接模式較單端結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢——差分輸出倍增了流經(jīng)負載的電壓。與相同環(huán)境下的單端放大器相比，其輸出功率是后者的4倍。這就增加了可得到的輸出功率，相當于放大器的電流不受限制，或者輸出信號沒有被削剪。選擇放大器的閉環(huán)增益時，為了確保輸出信號的削剪最小化，請參考“音頻放大器設(shè)計”部分。
橋接輸出模式的另一優(yōu)勢是流經(jīng)負載的電壓并非單純的DC電壓。這可通過將通道A和通道B的輸出偏置于“半選電壓（half-supply）”模式來實現(xiàn)，以消除單電源、單端放大器所必須的耦合電容器。通過消除單端放大器結(jié)構(gòu)中的輸出耦合電容器，可迫使單電源放大器的“半選電壓”流經(jīng)該負載。這也增加了IC的內(nèi)部功耗，并可能永久性的損壞負載，例如揚聲器。
3、功耗
當設(shè)計一個單端或橋接式電路的時候，功耗是一個主要的考慮因素。LM4888的每個通道含有兩個運算放大器。在橋接模式下，每個通道的最大內(nèi)部功耗是單端放大器的4倍。假設(shè)電源電壓為5V、負載為4Ω，單個通道的最大功耗為1.27W，對于立體聲來說則為2.54W。
4、電源旁路
如同其它功率放大器一樣，采用適當?shù)呐月反胧⿲Φ驮肼曅阅芎透唠娫匆种菩詠碚f至關(guān)重要。在使用5V電壓調(diào)節(jié)器的應用中，一般會將一個10μF的電容器與一個0.1μF的濾波電容器并聯(lián)，實現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)節(jié)器輸出，減少電源線路的噪聲，改良電源的瞬態(tài)響應。然而，這樣做并不能消除對本地1.0μF鉭質(zhì)旁路電容的依賴，該電容器一般連接于LM4888的電源管腳和地之間。請不要用陶瓷電容器代替鉭質(zhì)電容器，這麼做可能會引起振動。注意，一定要使該電容器引線的長度，以及連接該電容器的布線長度——LM4888的電源管腳和地之間的布線長度盡可能短。
5、微功耗關(guān)機
施加于SHUTDOWN管腳的電壓負責控制LM4888的關(guān)機功能。將GND電壓施加于SHUTDOWN管腳，就可以激活“微功耗關(guān)機（micro-power shutdown）”功能。該功能激活以后，LM4888就會切斷該放大器的偏壓電路，降低電源電流。典型關(guān)機電流低至0.04μA，這可以通過為SHUTDOWN管腳施加一個盡可能接近GND的小電壓而實現(xiàn)。任何大于GND的電壓均有可能使關(guān)機電流增大。表1列出了一些激活和關(guān)閉微功耗關(guān)機功能和耳機放大器操作所需要的邏輯信號電平。
目前已經(jīng)有一些控制該微功耗關(guān)機功能方法，其中包括：使用單推單擲開關(guān)、微處理器，或微控制器等。當使用開關(guān)的時候：
（1）在SHUTDOWN管腳和GND管腳之間連接一個100kΩ的外接電阻器。
（2）將開關(guān)連接在SHUTDOWN管腳和VDD之間。
（3）閉合開關(guān)，選擇一個常規(guī)放大器操作模式。
（4）打開開關(guān)，通過100KΩ外接電阻器將SHUTDOWN管腳與GND連接，激活微功耗關(guān)機功能。
（5）開關(guān)和電阻器保證SHUTDOWN管腳不會懸空，這就避免了不必要的狀態(tài)變化。
在帶有微處理器或微控制器的系統(tǒng)中，使用數(shù)碼輸出為SHUTDOWN管腳提供控制電壓，使用動態(tài)電路驅(qū)動SHUTDOWN管腳，消除上拉電阻器。
6、耳機控制
向LM4888的耳機控制管腳HP Sense施加一個邏輯電平，關(guān)斷放大器A(+out)和放大器B(+out)，使橋接的負載處于靜音狀態(tài)。當集成電路處于該單端模式的時候，就降低了靜音電流的功耗。
由于耳機插座沒有連接任何耳機，R11-R13電壓分配器就將施加于HP Sense管腳（PIN20）的電壓設(shè)定為大約50mV。該50mV電壓能夠激勵放大器A(+out)和放大器B(+out)，并將LM4888設(shè)定在橋接模式下工作。
當LM4888工作在橋接模態(tài)時，流經(jīng)負載的潛在DC電流實際上是0V。因此，甚至在理想的情形中，輸出電壓波動也不會導致錯誤的觸發(fā)。將耳機連接到耳機插座上，使耳機插座管腳與-OUTA斷開，允許R13把HP Sense管腳電壓拉升到VDD。這就啟動了耳機功能，切斷了放大器A(+out)和放大器B(+out)，使橋接的揚聲器處于靜音狀態(tài)。然后，放大器驅(qū)動耳機，耳機的阻抗與電阻器R10和R11處于并聯(lián)狀態(tài)。由于耳機的典型阻抗為32Ω，這些電阻器對于LM4888的輸出驅(qū)動能力具有負面影響。
有一個能控制BTL或SE模態(tài)之選擇的二級輸入線路。這個輸入控制管腳叫作耳機邏輯輸入（HP Logic Input）。當HP Logic輸出處于高電平的時候，LM4888工作于SE模態(tài)。當HP Logic是低電平（HP Sense管腳也為低電平）的時候，LM4888工作在BTL模態(tài)。在BTL模態(tài)(HP Logic和HP Sense均為低電平)，如果耳機直接連接于單端輸出上(沒有使用插座上的HP Sense管腳)，那么揚聲器(BTL)和耳機(SE)將同時工作。在這情況下，反相的運算放大器輸出就同時驅(qū)動揚聲器和耳機的負載，也就是說，8Ω的電阻器與32Ω電阻器是并聯(lián)的。由于LM4888能夠驅(qū)動高達3Ω的負載，只有每個揚聲器和每個耳機驅(qū)動器的并聯(lián)電阻不超過3Ω，同時驅(qū)動揚聲器和耳機是沒有任何問題的。
如上所述，使用LM4888同時揚聲器(BTL)和耳機(SE)的負載是很簡單、很容易的。但是，如果HP Logic管腳被用于控制BTL/SE的動作，并且HP Sense管腳連接于GND，該結(jié)構(gòu)就不能發(fā)揮作用了。
7、選擇適當?shù)耐獠吭?/STRONG>
要使LM4888的性能得到最佳發(fā)揮，必須選擇最佳的外部元件。雖然LM4888在容差很大的外部元件環(huán)境下也能很好的工作，對外部元件的特性值進行優(yōu)化，將使LM4888得到最佳的性能。
LM4888為整體增益穩(wěn)定型（unity-gain stable）器件，為設(shè)計師提供了最大的設(shè)計靈活性。可使放大器獲得最小的總諧波失真（THD+N）和最大的信噪比。隨著閉環(huán)增益的增加，這些參數(shù)將被折衷處理。然而，低增益要求輸入信號具有很大的電壓波幅，以獲得最大的輸出功率。幸運的是，許多信號源具有高達1VRMS(2.83VP-P)的輸出，如音頻CODEC。
（1）輸入電容值的選擇
對最低的音頻頻率進行放大，必須采容量最大的輸入耦合電容器(C1和C2)。容量很大的電容器可能很貴，而且可能會降低便攜式設(shè)計中的空間利用率。然而，在許多情況下，便攜式系統(tǒng)中所采用的揚聲器（不管是內(nèi)置還是外接），都很難再生出低于150Hz的信號。對于這種頻率受到一定限制的揚聲器應用，采用較大容量的輸入電容器所取得的改進效果是很小的。
除了影響系統(tǒng)的成本和外形大小外，C1和C2也會影響LM4888的開機和關(guān)機（click and pop）表現(xiàn)。當?shù)谝淮蜗蚴┘与娫措妷旱臅r候，隨著輸入電容器上的電荷從零向靜態(tài)變化，系統(tǒng)會產(chǎn)生突變（pop）聲。POP聲的大小與輸入電容器的尺寸大小成正比。通過某一固定電流對輸入電容器進行充電的時候，電容器的容量越大，達到穩(wěn)定的DC電壓狀態(tài)（一般為VDD/2）所需要的時間越長。由于放大器的輸出級是通過反饋電阻器R2和R8對輸入電容器進行充電的，因此，選擇適當?shù)妮斎腚娙葜稻涂梢允筆OP聲最小，也就是說，該電容值不能大于-3dB頻率所要求的電容上限值。
（2）旁路電容器容量的選擇
除了減小輸入電容器的尺寸外，還應該認真考慮連接于BYPASS管腳的C6電容器的容量值。由于C6決定了LM4888從充電到處于穩(wěn)定狀態(tài)的快慢程度，其電容值對降低啟動時的POP聲是至關(guān)重要的。LM4888的輸出電壓上升到DC穩(wěn)定電壓（一般為VDD/2）的速度越慢，啟動時的POP聲就越小。選擇C6為1.0μF，C1在0.1μF至0.39μF范圍內(nèi)，可使系統(tǒng)關(guān)機時的click和pop最小。
選擇C1使其容量值不大于理想帶寬所必須的數(shù)值，有助于使click和pop最小化。將一個1μF的電容器C6連接在BYPASS旁路管腳和接地腳GND之間，可以改進內(nèi)部偏壓的穩(wěn)定性和放大器的PSRR。
8、優(yōu)化并使clicks和pop最小
LM4888含有能夠使開機和關(guān)機的瞬間響應（即clicks and pop）最小化的優(yōu)化電路。
當電路接通后，內(nèi)部電流源以受控、線性方式，改變流經(jīng)BYPASS管腳的電壓。理想情況下，輸入和輸出會追蹤（TRACK）應用於BYPASS旁路管腳上的電壓。在BYPASS旁路管腳的電壓到達VDD/2之前，內(nèi)部放大器的增益一直保持統(tǒng)一。一旦BYPASS旁路管腳上的電壓穩(wěn)定下來，LM4888器件就可以完全操作了。雖然BYPASS旁路管腳上的電流不能更改，改變C6的尺寸大小卻能夠改變LM4888的導通時間和“clicks and pops”。增加C6容值可以減少接通POP的大小，然而這卻會帶來一些折衷：隨著C6尺寸的增加，接通時間也增加了。
為了消除“clicks and pops”，所有電容器在接通前必須放電�？焖俳油ê完P(guān)斷VDD，可能無法使電容器完全放電，并可能產(chǎn)生“clicks and pops”。
進一步信息，請訪問http://www.national.com/pf/LM/LM4888.html。
