升壓變換器TPS61391為電容麥克風(fēng)提供48V超低噪聲幻象電源

Other Parts Discussed in Post： TPS7A4101， TPS61391

麥克風(fēng)是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件，作為電聲系統(tǒng)的輸入部分，對于整個(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)，音圈在磁場里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號），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，將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號。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，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，供電無需單獨(dú)的電纜而是在信號線中，因此稱為“幻象”。

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。

該幻象電源的設(shè)計(jì)方案具有以下優(yōu)勢：

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。

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。

審核編輯：金巧