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TPS61391升压变换器,为电容麦克风提供48V超低噪声幻象电源

发布时间:2021-07-01 责任编辑:wenwei

【导读】麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器件,作为电声系统的输入部分,对于整个系统是非常重要的,决定着最终音质的好坏。
 
当前主流的麦克风包括动圈式和电容式。动圈式麦克风利用电磁感应现象制成,当声波使膜片振动时,连接在膜片上的线圈随着一起振动,音圈在磁场里振动,其中就产生感应电流(电信号),感应电流的大小和方向都变化,变化的振幅和频率由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音;电容式麦克风内有两块金属极板,膜片振动感应音压,引起电压的变化,将声信号转换为电信号。从设计原理不难发现,电容式麦克风将声音直接转换成电信号,更能展现原音,具有宽频带、快速响应、高灵敏度的优点,是专业领域及录音师的首选方案。
 
电容麦克风的内部电路需要使用幻象电源来驱动,给电容板施加外部偏压,幻象电源可由独立的设备提供,也可以通过声卡或调音台提供,麦克风通过一条线缆接收电力同时发送声音信号,供电无需单独的电缆而是在信号线中,因此称为“幻象”。
 
 
TPS61391升压变换器,为电容麦克风提供48V超低噪声幻象电源
图1. 幻象电源
 
本文介绍的是德州仪器推出的48V输出的幻象电源应用。方案由DCDC升压TPS61391和线性稳压TPS7A4101两部分组成,原理图如图2所示。TPS61391是一款700kHz PWM控制升压转换器,可将3.3V或5V的锂电池、USB等输入升高到48.5V;TPS7A4101是一款耐压达到50V的LDO,将48.5V稳压到48V并能显著降低输出电压纹波。
 
TPS61391升压变换器,为电容麦克风提供48V超低噪声幻象电源
图2. 原理框图
 
该幻象电源的设计方案具有以下优势:
 
●     输入3V到5V,适合单节锂电池,USB接口等输入。
●     48V稳定输出,适合电容式麦克风的供电。
●     低噪声,低纹波,在5V输入,20mA负载下,最大纹波约4mV如图3所示,,这相当于0.0175%的噪声含量,足以满足严苛的应用要求。
 
TPS61391升压变换器,为电容麦克风提供48V超低噪声幻象电源
图3. 最大输出纹波
 
方案尺寸小,成本低:
 
●     TPS61391采用3mm × 3mm × 0.75mm的QFN封装,内部集成开关FET。
●     相比市面其他的方案:例如需外置FET的升压控制器,或者需增加倍压电路的升压变换器,TPS61391无需外置FET或增加倍压电路,整体电路简单。
●     TPS7A4101采用HVSSOP-8封装且使用的输出电容也较小,占用的电路板空间非常小。
 
 
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