Neue Lautsprecher-Treiber aus der Boomer-Familie von National Semiconductor ermöglichen kreditkartendünne Mobiltelefone und längere Sprechzeiten

Panasonic Mobile Communications nutzt National-Technologie für die ersten Mobiltelefone mit Keramik-Lautsprechern
National Semiconductor (PresseBox) (Fürstenfeldbruck, ) National Semiconductor stellt unter der Bezeichnung LM4802B, LM4960 und LM4961 drei neue Audioverstärker aus seiner Boomer®-Serie vor. Es handelt sich dabei um die ersten Single-Chip-Bausteine der Industrie zur Ansteuerung keramischer und piezoelektrischer Lautsprecher in tragbaren Anwendungen. Mit diesen integrierten Schaltungen haben Hersteller die Möglichkeit, kreditkartendünne Mobiltelefone zu produzieren oder neue Geräte mit zusätzlichen Funktionen auszustatten, da die Chips weniger Platz benötigen. Aufgrund der reduzierten Verlustleistung wird die Batterielebensdauer verlängert und damit eine längere Sprechzeit ermöglicht.

Keramische und piezoelektrische Lautsprecher unterscheiden sich grundlegend von Lautsprechern in konventioneller Tauchspulentechnik. Sie stellen für die Ansteuerschaltung eine mehr kapazitive als resistive Last dar und benötigen deshalb mehr Spannung als Strom. Während Lautsprecher der traditionellen Bauart mindestens 4 mm dick sind, sind keramische Lautsprecher nur noch 0,7 mm „dick“. Sie wiegen oft weniger als 1 g und nehmen unter 5 mW Leistung auf. Weitere Informationen über diese Lautsprecher sind in den eBooks der „Audio-Education-Serie“ von National unter audio.national.com zu finden.

Das erste Unternehmen, das Mobiltelefone mit keramischen Lautsprechern ausstattet, ist der japanische Hersteller Panasonic Mobile Communications. Für die neue Handy-Serie entschied sich Panasonic für die Lautsprecher-Treiber LM4802B und LM4961 von National Semiconductor. Abgesehen vom Einsatz in Mobiltelefonen eignen sich die Lautsprecher-Treiber LM4802B, LM4960 und LM4961 auch für andere tragbare Anwendungen mit knapp bemessenem Platzangebot. PDAs (Personal Digital Assistants) zählen ebenso dazu wie Smartphones, Notebook-Computer und andere kompakte Handheld-Geräte.

„Mit den neuen Produkten stellt National wieder seine Spitzenstellung bei kompletten Audio-Lösungen unter Beweis“, sagte Mike Polacek, Vice President der Audio Group von National Semiconductor. „Durch unsere enge Zusammenarbeit mit dem Branchenführer Panasonic Mobile Communications und dem Lautsprecher-Hersteller TaiyoYuden in Japan konnten wir eine bahnbrechende Technologie für Keramik-Lautsprecher realisieren und rasch auf den Markt bringen. Letztlich profitiert der Anwender von dem Angebot an flachen Panasonic-Handys mit Lautsprechern von TaiyoYuden und Boomer Audio-ICs von National.“

Leichter, flacher und effizienter

Die Single-Chip-Bausteine LM4960, LM4961 and LM4802B kombinieren einen Boost-Wandler mit einem Audio-Leistungsverstärker. Teure Spannungsregler und andere externe Bauelemente werden dadurch überflüssig und zusätzlich wird weniger Platz auf der Platine benötigt. Während die Audio-Lautsprechertreiber LM4802B und LM4961 eine Spannung von 12 Vss für keramische Lautsprecher liefern, erzeugt der für piezoelektrische Lautsprecher konzipierte LM4960 eine Ausgangsspannung von 24 Vss.

Die Verstärker sind neben einem Strom sparenden Shutdown-Modus mit einem integrierten Überhitzungsschutz versehen. Außerdem sind auf dem Chip Schaltungen zur Unterdrückung von Klick- und Knackgeräuschen untergebracht, wie sie meist beim Ein- und Ausschalten entstehen.

Der für piezoelektrische Lautsprecher ausgelegte LM4960 enthält einen Schaltregler. Der nach dem Current-Mode-Prinzip und mit einer fest eingestellten Schaltfrequenz von 1,6 MHz arbeitende Boost-Wandler steuert einen doppelten Audio-Leistungsverstärker an. Der als Mono-BTL (BTL = Bridged Transformerless) ausgeführte Reglerbaustein liefert 24 Vss an einen piezoelektrischen Lautsprecher und kommt bei 3 V Versorgungsspannung auf einen Gesamtklirrfaktor plus Rauschen (THD+N) von unter 1 %.

Der LM4961 für Keramik-Lautsprecher enthält zusätzliche Stromspar-Funktionen und unterstützt neben einem Low-Power-Modus für Ohrhörer auch einen High-Power-Modus für Klingeltöne und den Freisprechbetrieb.

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