原標題：音頻應用中生成負電源軌的方案

在音頻應用中，負電源軌的生成是一個常見的需求。音頻設備通常需要雙極性電源，即正負電源軌，以確保音頻信號能夠被有效放大和處理。生成負電源軌的設計方法有很多，其中包括使用專用的負電源生成芯片、DC-DC轉換器以及模擬電路等。本文將詳細探討音頻應用中生成負電源軌的方案，介紹在這一過程中常用的主控芯片型號及其在設計中的作用，幫助設計人員更好地理解和實現這一電源設計。

1. 負電源軌的應用背景

在音頻處理電路中，信號通常會圍繞零電位（地電位）波動。為了能夠更好地處理這些信號，特別是在放大器、混音器和其他音頻模塊中，需要提供正負電源軌。例如，常見的音頻放大器需要±12V或±15V的電源，以確保信號的線性放大。

傳統的音頻功放、模擬音頻處理器和某些DSP（數字信號處理器）等設備在工作時通常要求雙電源（正電源軌和負電源軌）。這就需要設計一個合適的電源方案，生成負電源軌。負電源的設計不僅影響到電源穩定性，還可能影響整個音頻系統的性能，因此選擇合適的芯片和電路方案至關重要。

2. 常見的負電源生成方案

生成負電源軌的常見方法有以下幾種：

2.1 使用負電源轉換器（如負電壓轉換芯片）

這種方法通過DC-DC轉換器或者負電源生成器將正電源轉換成負電源。負電源轉換器通常具有高效率和較低的噪聲特性，因此廣泛應用于音頻設備中。

例如，市場上有一些專用的負電源生成芯片，如：

• LT3035：Linear Technology的LT3035是一款高精度負電壓轉換器，可以提供低噪聲的負電源輸出，廣泛用于音頻放大器等應用中。它支持最大1.5A的負電流輸出，適合要求較高電流的音頻設備。

• MAX660：Maxim的MAX660是一款集成的負電壓生成芯片，支持從正電源生成負電源的功能。它適用于低功耗應用，并能提供低噪聲的負電源輸出，適合高精度音頻應用。

• TPS7A02：Texas Instruments的TPS7A02是一款超低噪聲、低功耗的負電源轉換器，能夠提供高穩定性的負電壓輸出，非常適合用于高端音頻設備。

2.2 使用模擬電路（如運算放大器）

除了使用集成的負電源生成芯片外，某些音頻電路還可以采用模擬電路來生成負電源軌。例如，使用運算放大器和電阻、電容網絡來模擬負電源。

這種方法的優點是設計簡單、成本低，但在電流需求較高或者需要嚴格穩定的電壓輸出時，可能無法滿足需求。因此，這種方案通常用于低功耗或低電流的音頻電路中。

2.3 使用電池反向連接或二極管

在一些特定應用中，電池反向連接或者二極管的方式也可用于生成負電源。通過電池反向連接可以直接獲得負電源，但這種方式的應用較少，且只適用于對電壓要求不高的低功耗電路中。

3. 常見的主控芯片及其在負電源設計中的作用

在負電源軌的設計中，主控芯片通常負責管理電源的穩定性、轉換效率以及輸出電壓的精度。主控芯片的選擇直接影響系統的性能，特別是在音頻應用中對噪聲、穩定性和響應速度的要求較高。以下是一些常見的主控芯片及其作用：

3.1 TLV62084（Texas Instruments）

TLV62084是Texas Instruments的一款高效降壓轉換器，支持寬輸入電壓范圍和可調輸出電壓。它能夠從正電源軌生成負電源軌，支持音頻應用中的負電源需求。該芯片的優勢在于其高效率和低噪聲輸出，使得其非常適合于高保真音頻設備中。通過調節其輸出電壓，可以滿足不同的負電源電壓需求。

3.2 MAX4944（Maxim Integrated）

MAX4944是一款高效率的負電源轉換器，它支持廣泛的輸入電壓范圍并提供高穩定的負電源輸出。在音頻應用中，MAX4944可以有效地降低輸出噪聲，確保音頻信號的純凈性。其內置的保護功能還能夠確保電路在短路或過載情況下正常工作，提高系統的可靠性。

3.3 ADP5070（Analog Devices）

ADP5070是Analog Devices推出的一款多通道DC-DC轉換器，支持同時生成多個輸出電壓，包括負電源軌。它具有低噪聲、高效率的特點，廣泛應用于音頻處理、音頻功放和混音器等音頻系統中。該芯片支持不同的電源轉換模式，能夠根據系統的需求提供精確的負電源電壓。

3.4 LT1963A（Linear Technology）

LT1963A是Linear Technology的一款低噪聲線性穩壓器，能夠提供穩定的負電源輸出。它非常適合于音頻放大器和其他對電源噪聲敏感的音頻電路。該芯片的低噪聲特性對于高端音頻系統非常重要，因為它能有效避免電源噪聲對音頻信號的干擾。

3.5 LM2675（Texas Instruments）

LM2675是一款集成的DC-DC轉換器，能夠從正電源軌生成負電源。它提供了簡單的電路設計，支持寬輸入電壓范圍并具有較低的輸出噪聲。在一些入門級的音頻應用中，LM2675是一個較為常見的選擇。

4. 負電源設計中的關鍵考慮因素

在設計負電源軌時，需要考慮多個因素：

4.1 電源噪聲

音頻設備對電源噪聲極為敏感。過多的噪聲可能會對音頻信號造成干擾，影響音質。因此，選擇低噪聲的負電源轉換器或者線性穩壓器非常重要。此外，通過適當的濾波電路，也能進一步降低噪聲。

4.2 電源效率

電源效率直接影響到系統的功耗和熱量產生。在音頻設備中，尤其是便攜式設備中，電源效率是一個重要指標。高效的DC-DC轉換器能夠減少不必要的能量損失，延長電池使用壽命。

4.3 穩定性和保護

負電源的穩定性對于音頻設備的正常運行至關重要。設計時需要確保負電源的輸出電壓穩定，并具備短路保護、過載保護等功能，以提高系統的可靠性。

4.4 電流要求

音頻電路的負電源電流要求與具體應用密切相關。在選擇負電源芯片時，需要根據音頻設備的功率需求選擇適合的芯片，以保證系統在不同工作狀態下的穩定性。

5. 總結

負電源軌在音頻應用中的設計至關重要，直接影響到音頻信號的處理質量。在選擇負電源生成方案時，設計師需要綜合考慮噪聲、電源效率、穩定性和電流需求等因素。常見的負電源生成方案包括使用專用的負電源芯片、DC-DC轉換器、模擬電路等。在選擇主控芯片時，需要選擇低噪聲、高效率、穩定性好的芯片，以確保音頻設備的優質性能。通過合理的設計和合適的芯片選擇，能夠實現高效、穩定且低噪聲的負電源軌生成，滿足音頻設備的需求。