针对便携式设备中音频电路的设计指南

2014-01-27 11:00 来源:电子信息网 作者:蒲公英

元件选择

图4给出了选择过大的CIN时的波形,所选电容是正常值的10倍。从波形看,CIN低频响应相当平坦,但时间常数是原来的10倍。放大器的开启时间固定为tON,所以当放大器的输出已经开启时,输入偏置电压仍在上升!功率放大器将该电压视为正常信号,并将其放大,结果在扬声器中产生一个大的输出阶跃,导致令人反感的砰砰声。请注意图中示波器刻度是5V/div,而不是100mV/div。

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图4:电容增大10倍时,图2电路的输入、输出波形。

以一个极端情况来说明这一点:我们选择了一个比推荐值大得多的输入电容。通常选择输入电容时会留出一定的裕量,以便使输入偏置电压在tON之前上升到最终值。以便在必要时留有一定的裕量来提高CIN。为了最终优化输入电容,必须利用器件手册提供RIN和tON进行一些实验。

了解扬声器的低频响应对于设计非常有帮助,如果功率放大器驱动的是很难恢复低频信号的小尺寸扬声器,最好将所有频率分量发送到扬声器。这种情况下,最佳选择应该是标准的CIN值。扬声器频率响应曲线通常可从扬声器厂家、数据手册获得,也可以向厂商索取。

音量控制设计

越来越多的音频IC带有音量控制功能,可以通过串口编程设置,或者是利用DAC或数字电位器的直流电压进行调节。音量控制电路能够帮助终端产品厂商优化开启时间,如果实际应用需要特别的低频响应,不可避免地要求使用大输入电容,此时可以利用音量控制电路在一定时间内将输出保持关闭状态,完成输入偏置的建立。

图5简化电路是带有音量控制功能的功率放大器,通过一个单独引脚(VOL)控制该IC的音量,VOL引脚连接到粗调ADC的输入,加在VOL上的直流电压通过ADC进行编码,该编码反映特定的增益电平。(VOL=VDD为完全关闭状态,VOL=GND为最大音量状态。)

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图5:此AB类音频功率放大器包含音量控制功能。

该类IC确保无咔嗒声的最佳方式是保持音量在最小输出设置,直至/SHDN拉高并且超出tON延时,然后使VVOL缓慢变化(任何超出tON的等待时间都有助于输入偏置的稳定)。音量控制允许使用大电容,同时提供可接受的咔嗒/砰砰声抑制特性(图6)。需要说明的是,输入电容增大10倍是一个极端情况,这里只是为了说明起见。

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图6:利用音频IC的音量控制功能补偿大尺寸输入耦合电容。

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放大器 音频电路

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