很多工程师调语音方案的时候都碰到过这个局面。语音芯片装好了,程序跑通了,喇叭一响,声音小得像隔着门说话。第一反应是换个大功率喇叭,结果声音没大多少,低频反而糊成一团。问题多半不在喇叭,在后级那颗功放上,或者压根没配功放。
这篇把功放和语音芯片的搭配逻辑讲清楚,重点拆两颗常用的 AB 类功放,WT8002 和 WT4890,参数全部对过规格书原文。
一、先搞清楚要不要外挂功放
语音芯片的 DAC 输出功率有限,大多数型号直推能力在半瓦上下。WTN6 系列、WT588F02B-8S 这类芯片直推 8Ω 0.5W 小喇叭,做门铃、家电提示音、设备状态播报完全够用,这种场景多焊一颗功放纯属浪费成本。
边界在哪。产品装在嘈杂环境里,声音要穿透金属外壳,或者喇叭要上到 4Ω 3W 这个量级,直推就顶不住了,压摆和电流都跟不上,声音开大就是削顶失真。这时候老老实实加一颗外置功放。
也有例外。WT588F02BP-14S 自带大功率输出,直推 4Ω 3W 喇叭,充电桩这类室外设备一颗芯片搞定,后级功放全省。具体可以看《WT588F02BP-14S 大功率语音芯片》那篇,里面有完整的驱动电路。
二、功放选型卡四道关
第一关,工作电压要对齐供电。 电池产品要看清楚芯片工作电压范围和电池放电曲线能不能对上,锂电池满电 4.2V 放电截止 3V 上下,功放范围窄了低电量就哑火。规格书里极限参数那一栏不等于工作电压,极限参数是超了会损坏的界线,真正能开机干活的是推荐工作电压,两个数字差得远,别抄错行。
第二关,负载阻抗决定功率天花板。 同样供电下 4Ω 喇叭拿到的功率比 8Ω 高,喇叭阻抗选小一档,功率直接上一个台阶。反过来说,功放标称功率都是绑定负载阻抗的,脱离阻抗谈瓦数没有意义。
第三关,失真度口径要看清。 同一颗功放,THD+N 按 1% 算和按 10% 算,功率数字能差出三成。要音质就把失真度卡在 1% 设计,只求响就按 10% 口径取值。规格书电气参数表里两种口径都给了,选型的时候按自己产品的需求挑那一行,别拿 10% 口径的数字去跟别家 1% 口径的数字比。
第四关,休眠电流和爆音。 电池产品里功放的休眠电流直接影响待机寿命,压到微安级的才有资格上电池。爆音是上电掉电瞬间喇叭里咔的一声,靠谱的功放会做爆音抑制,更稳的做法是用语音芯片的 BUSY 信号联动功放使能脚,放音前开功放,放完就关。
三、WT8002,中功率通用打法
WT8002 是 AB 类单声道桥式功放,工作电压 2.0 至 5.5V,5V 供电下带 3Ω 喇叭最大 3W,带 4Ω 喇叭 2W,带 8Ω 喇叭 1.5W(THD+N 小于 10%,1KHz)。
几个规格书里值得圈出来的点。桥式输出结构省掉了输出耦合电容,PCB 上少占一块地方;增益靠外部电阻 Rf 和 Ri 配置,AVD=2*(Rf/Ri),想压失真还是提增益自己调;休眠电流小于 1uA,SD 脚拉高就关断;内部两个运放满负荷工作时 5V 带 8Ω 负载功耗也只有 625mW,不用加散热片。
失真要求严的场合按 1% 口径取值,4Ω 负载 1.6W,8Ω 负载 1.1W,设计余量照这个数留。
封装 SOP8,适配场景是便携音响、USB 多媒体音箱、玩具、带喇叭的中型设备。要求音量突出但供电只有 5V 的方案,WT8002 是默认选项。
四、WT4890,低功耗小体积打法
WT4890 同样是 AB 类桥式结构,主打高音质和省电。工作电压 2.2 至 5.5V,5V 供电带 8Ω 喇叭最大 1W,音频范围内 THD+N 小于 1%;电压降到 3V 还有 0.31W(8Ω),2.6V 下 8Ω 0.2W、4Ω 0.22W。手机这类电池设备的供电曲线掉到 3V 上下它照样干活,规格书里写明配一个 5V 500mA 的适配器就能跑连续 0.5W 平均功率。
功耗控制是它的看家本领。休眠电流典型 0.1uA,比 WT8002 还低一个量级;5V 空载静态电流典型 4mA。PSRR 在 217Hz 和 1KHz 下达 70dB,电源不太干净的板子上底噪也压得住。
更实用的一点,WT4890 官方明确支持用 WT 语音芯片的 BUSY 引脚(或者客户 MCU 的 IO 口)结合语音时长控制功放开关,上电掉电和放音首尾的爆音直接杜绝,这条路子比单纯靠芯片内部抑制更彻底。
封装 MSOP8,比 SOP8 更省面积。手机、掌上设备、电池供电的便携产品,对体积和待机敏感的方案选它。
五、选型速查表
| 对比项 | WT8002 | WT4890 |
| 类型 | AB类单声道桥式功放 | AB类单声道桥式功放 |
| 工作电压 | 2.0至5.5V | 2.2至5.5V |
| 最大功率 | 3Ω 3W、4Ω 2W、8Ω 1.5W(THD+N小于10%) | 8Ω 1W(THD小于2%,5V) |
| 1%口径功率 | 4Ω 1.6W、8Ω 1.1W | 8Ω 0.31W(3V)、0.2W(2.6V) |
| 休眠电流 | 小于1uA | 典型0.1uA |
| 静态电流 | 10mA(5V空载最大) | 4mA(5V空载典型) |
| PSRR | 85dB(217Hz)、90dB(1KHz) | 70dB(217Hz及1KHz) |
| 爆音处理 | 芯片内部抑制 | 内部抑制加BUSY联动关断 |
| SD使能极性 | 低电平工作、高电平关断 | 高电平工作、低电平关断 |
| 封装 | SOP8 | MSOP8 |
| 适合场景 | 便携音响、玩具、USB音箱、中功率播报 | 手机、掌上设备、电池便携产品 |
一句话归纳,要响选 WT8002,要省电选 WT4890,喇叭上到 4Ω 3W 就直接看 WT588F02BP-14S 直推方案。
六、搭配落地最容易翻车的三个点
SD 极性两颗芯片是反的。 WT8002 低电平正常工作、高电平关断,WT4890 高电平正常工作、低电平关断。两颗料的控制代码互相套用,功放直接不响,第一次踩坑基本都浪费半天查线。
去官方拿配套原理图。 官方有语音芯片配合功放的成套原理图资料,WT2003HX、WT588F02B、WTN6 系列跟各型号功放的接法都画好了,比自己搭省事得多,也少踩输入端偏置和增益配置的坑。
布局照规格书第九节来。 音频输入走线远离高频信号和 PWM 源,输入脚对地接 103 电容,电源先过电容再到功放电源脚、间距控制在 1.5mm 左右,喇叭走线短而粗、宽度 1mm 以上。做认证的话供电加 LC 滤波,模拟地数字地用 0R 电阻或磁珠隔开,这两颗料的规格书都给了现成建议。
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