音量放大器[精品]

音量放大器[精品] 应用立体声对数抽头数字电位器实现音量均衡与调节的#设计# 吴星华 摘要:本文对应用立体声对数抽头数字电位器MAX5456/MAX5457组合成音量均衡与调节设计方案及拓宽提升作分析介绍，并对其MAX5456/MAX5457与按钮式音频控制电路的新型特征作出说明。 关键词:对数抽头数字电位器 音量均衡 按钮接口 滑动端控制技术 1、方案设计思想 随着数字立体声音响糸统的发展，其音量均衡、调节方案均是采用微控制器来实现，应该说功能强性能好，但成本也高或许有点“大材小用”，不是物尽其用。为此，设计人员希望选择简洁有效的方案来实现音量均衡、调节，以获得较高的性能价格比。基于此设想，那应用MAX5456/MAX5457立体声、对数抽头数字电位器的简易组合，不失为一种新型音量均衡、调节的设计方案。 之所以选择MAX5457/ MAX5456立体声、对数抽头数字电位器，那是因为它通过最简的按钮接口控制音量和平衡，无需微控制器和去抖电路。那MAX5457/MAX5456具有的独特的特征是什么, 2、MAX5457/ MAX5456内部框图及独特的特征 2.1从图1所示MAX5457/MAX5456内部组成方块与外接示意图可看出，它是由:抽头数字电位器W0与W1、2个位置计数器+寄存器，输入寄存器+去抖电路2个去咔哒声电路以及UP(上电)、DOWE(断电)、MODE(模式)、MUIE(静音控制)四个接钮接口等组成。在此MAX5457/ MAX5456通过最简的按钮接口控制音量和平衡，而W0与W1数字电位器的抽头分别外接于左通道(立体声耳机)右通道(桌面扬声器)的音频驱动器。 2.2 MAX5457/ MAX5456新型特征 具有SmartWiper滑动端控制技术;当开关保持闭合1s，则滑动端以4Hz速度自动步进;当开关保持闭合4s，则滑动端步进速度增至16Hz;关断后保持最后的滑动端位置;含两个32抽头的音频衰减器(抽头间步长2dB);10kΩ端到端电阻;当抽头间切换时没有咔哒声;仅0.5µA(典型)待机电流。其他特性包括:单电源或双电源供电、无杂音切换、-90dB (典型值)静音模式、上电时复位到-12dB滑动端位置、总谐波失真和噪声(THD + N) = 0.01%以及16引脚QSOP/TQFN微型封装。 MAX5457/ MAX5456有两种可选的按钮接口，即MAX5457:MODE(模式)输入切换音量和平衡模式;MAX5456，独立的音量和平衡控制。 3、应用三片MAX5456/MAX5457对数抽头数字电位器与简单的按键接口组合成实现音量均衡、调节的方案，见图2所示。 3.1方案特点 MAX5456/MAX5457立体声、音频电位器为双路、对数抽头数字电位器，带有一个简单的按键接口，在音频产品中用于控制、均衡音量。每个电位器有32个抽头点，可替代机械式电位器。MAX5456/MAX5457利用Maxim公司专有的SmartWiper(精巧滑动头)控制结构，无需微控制器控制，提高了滑动端的瞬变速率。 3.2音量均衡、调节的实现 首先将或保持为低电平1s，然后，在最初的4s内滑动端可以以4Hz的频率变化，此后则能够以16Hz的频率变化。在音量控制模式下， MAX5456/MAX5457的滑动端同时改变，调节两个声道的音量，并保持声道之间的平衡。在均衡控制模式下，MAX5456/MAX5457用于调节声道0和声道1之间的平衡，并保持音量不变。 用数字电位器处理交流信号时，需要考虑以下因素。首先，必须将交流信号偏置到直流电源电压范围内;其次，数字电位器每级变化通常只是提供一个等效的电阻增量，总的端到端电阻会在不同器件之间存在较大差异。例如，有些类型的数字电位器会存在?30%的变化量。 利用附加的MAX5456/MAX5467可以实现多扬声器配置的音量控制。触发(模式)输入在音量控制和均衡控制之间切换MAX5457的工作模式，可以用LED输出指示两种不同模式。在图2应用电路中，IC1用于控制立体声输入信号的平衡和音量，并为IC2、IC3构成的音量衰减器提供左、右声道输出。在音量控制模式下，通过IC1的或按键改变主控制器的音量。如需调节平衡，则触发(模式)引脚使IC1切换到均衡模式，通过或进行调节。 IC2和IC3分别构成左、右声道的音量衰减控制。调节IC2的平衡，来自IC1的左声道信号在L0、L1进行调节;同样，调节IC3的平衡，来自IC1的右声道信号在R0、R1进行调节。参考MAX5456/MAX5457数据资料进行音量、平衡调节。一般情况下并不使用IC2、IC3调节音量，但有时也可以用来补偿音频通道的不匹配。 应用电路中IC1的前级运算放大器用于线性放大或为立体声音频信号源提供高阻输入，以驱动MAX5456/MAX5457。MAX5456/MAX5457 IC的最小端电阻为7k， IC1左、右声道输入端的等效阻抗为7kΩ (最差情况下)，或10k(标称值)。IC1输出端的两个放大器用作缓冲器，限制负载对THD指标的恶化。IC2、IC3输出端的四个放大器可以减小电位器电流，放大输出信号，以驱动扬声器。 4、方案的拓宽与提升 简单的按键接口可以进一步拓宽为用按钮式音频控制IC可将两路独立的立体声源混合起来，即应用MAX5406*具有两组差分的左/右声道输入，并且在内部进行了无源滤波以抑制射频噪声，两个独立的立体声信号源的左、右声道分别进行混合。通过去抖按钮接口可对音量、平衡和音调进行控制，该器件可配合按钮开关或微控制器工作。 MAX5406之所以成为拓宽量均衡、调节的方案的选择，主要考虑以下原因: 从图3所示MAX5406内部组成方块图可看出其性能:通过氛围控制可实现更高的左、右声道分离度;当输入信号为单声道时，仿立体声特性可逼近立体声音效;低音提升模式和亚低音输出增强了低频音效;SmartWiper(滑动端控制技术)电路自动控制滑动端步进速率，省掉了µC;有集成偏置产生;32级音量控制，2dB步长，还有静音模式;0至+2.7V，0至+5.5V或?2.7V工作电压;无咔哒声切换和上电;静音模式<-90dB，通道隔离度>+70dB(典型);差分输入可接受单极性或双极性信号;关断后保存滑动端位置，电源电流降至0.5µA(典型);THD?0.01,;输出噪声?25µVRMS;其输入阻抗Rin=50kΩ(典型);左、右声道匹配至?0.05,;经过无源滤波的模拟输入抑制射频噪声;备有48引脚TSSOP,TQFN封装。 参考文献 2005年MAXIM公司产品目录