3 原理图和设计

本应用手册中介绍的故障诊断电路，旨在应对扬声器输出线路上可能出现的四大类故障。文中所述电路适用性广泛，几乎可应用于任何放大器电路，前提是目标放大器具备手动关断控制功能，该功能可将放大器的输出驱动至高阻抗状态。

比较器用于将负载两侧的电压与电阻分压器设定的电压阈值进行比对测量。此外，一对运算放大器用于测量负载两端的差分电压。当电压超过阈值时，比较器的输出端会被拉至低电平，表明出现了故障状态。通过检测引脚的输出情况，能够判定发生了何种类型的故障。以下真值表给出了不同输出状态所对应的各类故障情况。

各类故障检测机制在设计上较为相似。在诊断电路工作期间，放大器的输出会被置于高阻抗状态。若输出电路与 PVDD 短路，只要放大器输出处于高阻抗以阻止电流流动，整个电路中的电压便会上升至 PVDD 电平。同理，若与 GND 短路，只要放大器输出为高阻抗，电路中的所有电压会被拉至地电位。在上述两种情况中，诊断电路内的电压会分别被向上或向下拉，超过由电阻分压器网络设定的参考电压阈值；这会导致相应的比较器输出被拉至地电位。若出现开路情况，诊断电路内部的上拉和下拉电阻会将两侧电压拉过其阈值，使 PVDD 和 GND 的检测引脚输出均变为低电平。相比之下，短路诊断依靠差分放大器，将负载两端的差分电压与阈值电压进行比较；当经放大的差分电压降至该阈值以下时，对应引脚的输出会被拉至低电平。

此外，还实施了双 PMOS 开关电路（请参阅图 3-2），以便在使用扬声器时将诊断电路与扬声器电路隔离。这样做既降低了功耗，又能避免诊断电路内部的偏置导致扬声器出现砰砰杂音。而且，在诊断电路未使用时将其隔离，可防止它给音频信号引入额外 THD 和噪声。