3 原理圖和設計

本應用手冊中介紹的故障診斷電路，旨在應對揚聲器輸出線路上可能出現的四大類故障。文中所述電路適用性廣泛，幾乎可應用于任何放大器電路，前提是目標放大器具備手動關斷控制功能，該功能可將放大器的輸出驅動至高阻抗狀態。

比較器用于將負載兩側的電壓與電阻分壓器設定的電壓閾值進行比對測量。此外，一對運算放大器用于測量負載兩端的差分電壓。當電壓超過閾值時，比較器的輸出端會被拉至低電平，表明出現了故障狀態。通過檢測引腳的輸出情況，能夠判定發生了何種類型的故障。以下真值表給出了不同輸出狀態所對應的各類故障情況。

各類故障檢測機制在設計上較為相似。在診斷電路工作期間，放大器的輸出會被置于高阻抗狀態。若輸出電路與 PVDD 短路，只要放大器輸出處于高阻抗以阻止電流流動，整個電路中的電壓便會上升至 PVDD 電平。同理，若與 GND 短路，只要放大器輸出為高阻抗，電路中的所有電壓會被拉至地電位。在上述兩種情況中，診斷電路內的電壓會分別被向上或向下拉，超過由電阻分壓器網絡設定的參考電壓閾值；這會導致相應的比較器輸出被拉至地電位。若出現開路情況，診斷電路內部的上拉和下拉電阻會將兩側電壓拉過其閾值，使 PVDD 和 GND 的檢測引腳輸出均變為低電平。相比之下，短路診斷依靠差分放大器，將負載兩端的差分電壓與閾值電壓進行比較；當經放大的差分電壓降至該閾值以下時，對應引腳的輸出會被拉至低電平。

此外，還實施了雙 PMOS 開關電路（請參閱圖 3-2），以便在使用揚聲器時將診斷電路與揚聲器電路隔離。這樣做既降低了功耗，又能避免診斷電路內部的偏置導致揚聲器出現砰砰雜音。而且，在診斷電路未使用時將其隔離，可防止它給音頻信號引入額外 THD 和噪聲。