【導讀】TAS2505-Q1 是一款支持數字和模擬輸入的車規級D類功率放大器，其輸出功率可達2.6W。內部集成了LDO，能夠單電源供電

，簡化了供電電路的設計。除此之外，TAS2505-Q1內部還集成了DSP功能
，使得此芯片對音頻有一定的處理能力，更進一步地簡化了電路設計。此芯片還提供I2C&SPI數字通信接口，價格便宜，滿足低成本的設計要求。在過去的10多年內得到了市場的廣泛認可
，有良好的口碑，是汽車儀表盤
、緊急呼叫（eCall）和遠程通信應用的理想選擇。           

本文分析了TAS2505-Q1連接揚聲器偶發沒有聲音情況，總結了常見的可能原因，並提供具體的排查方向和解決措施。

故障描述

在TAS2505-Q1的應用案例中，出現問題的狀況主要表現為上電後偶發揚聲器沒有聲音
，其對應的TAS2505-Q1的 輸出端SPKP & SPKM沒有輸出。出現這個問題的情況應當從硬件方向和軟件方向考慮。

圖1. TAS2505-Q1框圖

硬件方向

上電時序以及電源穩定性，時鍾狀態
，輸出端是否過流

1. 上電時序以及電源穩定性

圖2. TAS2505-Q1內部框圖

A:  AVDD和IOVDD的是否是同一個電源，其時序如下圖，SPKVDD>IOVDD>AVDD/DVDD>RST>IIC指令。且需要滿足如圖
，的時間間隔要求。

圖3 AVDD和IOVDD同電源上電時序要求

表1 AVDD和IOVDD同電源上電時序間隔時間

B: AVDD和IOVDD不是同一個電源，其時序如下圖，SPKVDD>IOVDD>AVDD>DVDD>RST>IIC指令。

圖4.  AVDD和IOVDD不同電源時序要求

表2 AVDD和IOVDD不同電源上電時序間隔時間

排查時需要注意除了對應的時序，還需要檢查各個電源軌是否電壓工作正常
，如AVDD/DVDD是否在上電時達到了1.8V。AVDD及DVDD分別是對內部的模擬器件和數字電路供電
，支持1.8V供電

，如果此電源供電不穩定，那麼芯片內部的寄存器和DAC等工作狀態就不可控，也會出現TAS2505-Q1沒有輸出的情況。在實際應用中

，簡化電路可將AVDD和DVDD采用一個1.8V電源共同提供（建議使用外部LDO 而不是 TAS2505-Q1 的內部 LDO）。對應電源電壓如表3。

表3. TAS2505-Q1電源要求

如果在上電過程中不滿足時序和電平要求會導致TAS2505-Q1初始化失敗
，偶發出現TAS2505-Q1的輸出端為低電平，從而導致揚聲器無聲故障。

2. 時鍾狀態

TAS2505-Q1的內部時鍾和I2S時鍾
，DAC參考內部時鍾，其中內部時鍾有兩種來源——BCLK (Audio serial bit clock) 和MCLK (External master clock)，內部選擇其中一個即可。BCLK是模塊內的同步信號，TAS2505-Q1的BCLK即可以由外部提供，也可以由芯片提供（此時就需要使用MCLK）。內部PLL的輸入由BCLK/MCLK分頻得出，如果BCLK/MCLK工作不穩定

，內部PLL也會不穩定，尤其在使用IIC/SPI對芯片寄存器進行操作時
，就可能導致芯片訪問異常，從而發生TAS2505-Q1工作不正常的情況，其外部表現為偶發沒有聲音輸出。所以在訪問芯片過程中需要保證IIC/SPI信號接收/發送時BCLK/MCLK穩定。

3. 輸出端是否過流

通常 Class D 功gong放fang芯xin片pian都dou會hui設she計ji有you過guo流liu保bao護hu功gong能neng，在zai輸shu出chu電dian流liu超chao過guo限xian流liu閥fa值zhi後hou芯xin片pian自zi動dong關guan閉bi驅qu動dong信xin號hao停ting止zhi輸shu出chu。一yi般ban的de過guo流liu保bao護hu是shi由you於yu輸shu出chu功gong率lv超chao過guo額e定ding或huo者zhe輸shu出chu短duan路lu而er引yin起qi。還hai有you一yi種zhong特te殊shu的de過guo流liu保bao護hu現xian象xiang是shi由you於yu高gao次ci諧xie波bo能neng量liang過guo大da引yin起qi。高gao次ci諧xie波bo過guo流liu保bao護hu是shi一yi種zhong特te殊shu的de過guo功gong率lv現xian象xiang。通tong常chang用yong戶hu的de電dian路lu設she計ji完wan全quan正zheng確que
，常chang規gui功gong率lv測ce試shi未wei超chao過guo額e定ding功gong率lv。這zhe種zhong保bao護hu具ju有you以yi下xia幾ji個ge特te征zheng：

●   問題機器在1KHz 標準音頻信號測試時輸出功率並未超過最大輸出功率。

●   播放高頻成分較多的歌曲較容易出現保護。

●   使用水泥電阻代替喇叭作為負載，保護現象消失。

●   減小，或者去掉輸出LC 濾波器的電容，保護現象消失。

解決方法：

減小 LC 濾波器網絡的電容C 的值可以增大LC 濾波器的截止頻率。使得截止頻率遠大於高次諧波可能達到的頻率。通常將電容值減小5 倍以上即可有效抑製高次諧波過流保護的問題。

優點：無需修改電路，隻需要修改參數值。

缺點：LC 網絡濾波效果變差，開關紋波增加，EMI 有可能惡化。

軟件方向

1. 檢查正常狀態和異常狀態寄存器的配置

找到其差異點，並針對差異點查閱規格書或應用指南，發現問題。

2. 軟件初始化的寄存器配置

圖5.  CLASS-D和DAC內部框圖

檢查初始化軟件配置，需要保證DAC(P0, R63, D7 = 1, D5-D4 = 01, D3-D2 =00, D1-D0=00)開啟後, 再開啟CLASS-D(P1, R45,  D1=1) , 如圖6。如果順序錯誤會導致初始化的時候失敗, 芯片內部工作不正常, 偶發TAS2505-Q1無輸出, 揚聲器沒有聲音。

圖6.  CLASS-D和DAC正確順序

調查舉例

案例的故障描述如下：

WHAT: 車輛啟動後不出聲音， TAS2505-Q1設計在儀表盤板卡中，車輛啟動後應當有對應的提示音。

WHO: 車廠測試工程師

WHEN: 車輛0km測試過程中

WHERE: 車廠 + 汽車儀表供應商

HOW: 車輛冷啟動的時候
，本來儀表會通過 TAS2505-Q1發出開機提示音。但是沒有發生聲音。後測量其TAS2505-Q1的SPKP&SPKM
，發現在出問題時沒有輸出，正常情況下有穩定的方波輸出，車廠進行ABA後故障跟隨芯片。

HOW MUCH：出現此情況的芯片複現的概率為30%。

故障分析

1.主控平台在異常狀態和正常狀態均有正常的I2S輸出

，且芯片和SPKP&SPKM沒有輸出，故排除異常狀態由主控平台未給出音頻導致，推斷為芯片工作狀態不正常。

2. 芯片進入過壓過流過溫等保護狀態，芯片異常狀態下

，環境溫度30℃
，板卡工作溫度50℃
，且芯片的供電：SPKVDD = 5V; IOVDD = 3.3V; AVDD = DVOO = 1.8V; 電壓工作正常。

排查如下：

硬件方向:

●   確認是否出現輸出過流保護，檢查輸出外部電感和電容。

結果：去除輸出LC濾波電路，此現象仍然出現。

●   檢查上電時序，測試結果符合上電時序要求
，SPKVDD>IOVDD>AVDD/DVDD>RST>IIC指令。

軟件方向:

查驗寄存器配置 ，發現其故障原因是芯片在初始化過程中先打開了CLASS-D, 後打開DAC。正確順序應該是先打開DAC再打開CLASS-D，修改為正確寄存器順序後，高低溫壓測1000次，故障未在出現。

故此次故障的原因為 ：芯片初始化過程中顛倒了 CLASS-D和 DAC開啟順序
，從而導致芯片偶發初始化失敗。

圖7.  CLASS-D和DAC錯誤順序

總結               

本文分析了TAS2505-Q1在(zai)應(ying)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)的(de)原(yuan)因(yin)，並(bing)且(qie)從(cong)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)方(fang)向(xiang)提(ti)出(chu)了(le)故(gu)障(zhang)排(pai)查(zha)指(zhi)南(nan)
，並(bing)給(gei)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)優(you)化(hua)措(cuo)施(shi)，有(you)助(zhu)於(yu)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)設(she)計(ji)出(chu)魯(lu)棒(bang)性(xing)更(geng)強(qiang)的(de)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)。同(tong)時(shi)，有(you)助(zhu)於(yu)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)遇(yu)見(jian)相(xiang)似(si)問(wen)題(ti)時(shi)能(neng)夠(gou)更(geng)高(gao)效(xiao)地(di)排(pai)查(zha)故(gu)障(zhang) 。另外，給出一個實際用例，供大家參考。

參考文獻

TAS2505-Q1 2.6-W Digital/Analog Input Automotive Class-D Speaker Amplifier With Audio Processing datasheet (Rev. C)

TAS2505 Application Reference Guide

TAS25xx Codec Control EVM (Rev. A)

Automotive Diagnostics Using TAS2505-Q1 (Rev. C)

來源：TI

作者：Xiaoxiang Liu

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