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TPS61391升壓變換器,為電容麥克風提供48V超低噪聲幻象電源

當前主流的麥克風包括動圈式和電容式。動圈式麥克風利用電磁感應現象製成,當聲波使膜片振動時,連線在膜片上的線圈隨著一起振動,音圈在磁場裡振動,其中就產生感應電流(電訊號),感應電流的大小和方向都變化,變化的振幅和頻率由聲波決定,這個訊號電流經擴音器放大後傳給揚聲器,從揚聲器中就發出放大的聲音;電容式麥克風內有兩塊金屬極板,膜片振動感應音壓,引起電壓的變化,將聲訊號轉換為電訊號。從設計原理不難發現,電容式麥克風將聲音直接轉換成電訊號,更能展現原音,具有寬頻帶、快速響應、高靈敏度的優點,是專業領域及錄音師的首選方案。

電容麥克風的內部電路需要使用幻象電源來驅動,給電容板施加外部偏壓,幻象電源可由獨立的裝置提供,也可以透過音效卡或調音臺提供,麥克風透過一條線纜接收電力同時傳送聲音訊號,供電無需單獨的電纜而是在訊號線中,因此稱為“幻象”。

TPS61391升壓變換器,為電容麥克風提供48V超低噪聲幻象電源

圖1。 幻象電源

本文介紹的是德州儀器推出的48V輸出的幻象電源應用。方案由DCDC升壓TPS61391和線性穩壓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是一款耐壓達到50V的LDO,將48。5V穩壓到48V並能顯著降低輸出電壓紋波。

TPS61391升壓變換器,為電容麥克風提供48V超低噪聲幻象電源

圖2。 原理框圖

該幻象電源的設計方案具有以下優勢:

●     輸入3V到5V,適合單節鋰電池,USB介面等輸入。

●     48V穩定輸出,適合電容式麥克風的供電。

●     低噪聲,低紋波,在5V輸入,20mA負載下,最大紋波約4mV如圖3所示,,這相當於0。0175%的噪聲含量,足以滿足嚴苛的應用要求。

TPS61391升壓變換器,為電容麥克風提供48V超低噪聲幻象電源

圖3。 最大輸出紋波

方案尺寸小,成本低:

●     TPS61391採用3mm × 3mm × 0。75mm的QFN封裝,內部整合開關FET。

●     相比市面其他的方案:例如需外接FET的升壓控制器,或者需增加倍壓電路的升壓變換器,TPS61391無需外接FET或增加倍壓電路,整體電路簡單。

●     TPS7A4101採用HVSSOP-8封裝且使用的輸出電容也較小,佔用的電路板空間非常小。

TPS61391升壓變換器,為電容麥克風提供48V超低噪聲幻象電源