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文檔簡介
1、 MAX9736A/B音頻放大器在MP3播放器設(shè)計中的應用1引言MAX9736A/B是通用D類揚聲器放大器,無需濾波的集成擴展頻譜調(diào)節(jié)器,省去昂貴且大體積的LC濾波器,從而降低EMI和BOM成本。寬范圍的單電源電壓(828V)允許便攜式應用中電池直接供電。優(yōu)異的千位恢復特性消除了D類放大器偽過載時產(chǎn)生的可聞噪聲。該器件適用于TV、電話會議、PC、塢站或任何需要低成本、高效率放大器應用。這里給出一種基于D類音頻放大器MAX9736A/B的MP3播放器設(shè)計方案。2系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖1為MP3塢站(do1引言MAX9736A/B是通用D類揚聲器放大器,無需濾
2、波的集成擴展頻譜調(diào)節(jié)器,省去昂貴且大體積的LC濾波器,從而降低EMI和BOM成本。寬范圍的單電源電壓(828V)允許便攜式應用中電池直接供電。優(yōu)異的千位恢復特性消除了D類放大器偽過載時產(chǎn)生的可聞噪聲。該器件適用于TV、電話會議、PC、塢站或任何需要低成本、高效率放大器應用。這里給出一種基于D類音頻放大器MAX9736A/B的MP3播放器設(shè)計方案。2系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖1為MP3塢站(dockingstaTIon)框圖。該系統(tǒng)設(shè)計安裝在一個精心設(shè)計的盒子內(nèi),包含了所有電子元器件和揚聲器。整個系統(tǒng)只需要一個外部電源和信號源。兩個2英寸揚聲器用于左、右聲道,一個5英寸揚聲器用于重低音。一片MAX9736B
3、工作在立體聲模式,用于驅(qū)動左,右聲道:另一片MAX9736A工作在單聲道模式,用于驅(qū)動重低音聲道。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計該系統(tǒng)硬件電路設(shè)計有左,右聲道和重低音聲道兩部分。每部分包括輸入級、EQ級和功率級,如圖2所示。3.1輸入級左/右聲道和重低音聲道的輸入級相同。立體聲、對數(shù)抽頭電位器用作音量控制,用于調(diào)節(jié)前置放大器的信號。為避免地回路干擾,輸入級采用差分形式,RCA輸入連接器沒有直接連接到系統(tǒng)地。利用一只100的電阻來降低共模電壓:MAX4234提供2倍增益并將差分信號轉(zhuǎn)換成單端輸出。輸入級的輸出以VREF為參考,該電壓是功率放大器MAX9736A的參考電壓,利用MAX4234緩沖。3.2EQ級
4、輸入級之后,左/右聲道信號進入兩級參量EQ電路,電路分別位于左/右聲道附近。每路參量EQ使用一個運放回轉(zhuǎn)器模擬LC串聯(lián)諧振電路中的電感。串聯(lián)電路兩接入點實現(xiàn)衰減或放大,這些接入點通過兩只電容實現(xiàn)。圖3為左聲道EQ級電路。圖中,電容C105和C106是左聲道的第一級參量EQ,是左聲道的提升和衰減節(jié)點。如果只使用C106(沒有連接C105),諧振電路與串聯(lián)電阻R105(10k)組成一個分壓器,對諧振頻率信號進行衰減。相反,如果只使用C105則降低反饋,使諧振頻率信號提升。如果兩只電容都不使用,則該部分電路禁用。諧振頻率f0由式(1)計算可得:加入第三級EQ電路實現(xiàn)傾斜型濾波,只需RC元件即可:電容
5、C113,用于提升,C114用于衰減和電阻R111。作為立體聲D類放大器MAX9736在輸入級還集成有兩個運算放大器,用于通用濾波器,該系統(tǒng)設(shè)計利用這兩個運算放大器為左/右聲道構(gòu)建2階高通濾波器。運算放大器提供反相輸入端和輸出端,可以搭建多反饋反相濾波器。3.3功率級該系統(tǒng)設(shè)計可提供3個通道的揚聲器功率放大器。MAX9736B用于立體聲模式,驅(qū)動左、右聲道揚聲器,能夠為4揚聲器提供2×11W功率。MAX9736A配置為單聲道模式,用于第三個聲道,驅(qū)動重低音放大器。單聲道模式下,MAX9736A的兩個D類放大器輸出并聯(lián),提供更大的輸出功率。單聲道重低音為4揚聲器提供30W功率(VDD=
6、19V)。重低音聲道的輸入級與左/右聲道的輸入級相同。輸人級之后,左/右聲道信號通過MAX4234(U-A)和(U-B)疊加,提供單聲道重低音揚聲器的驅(qū)動。R303在疊加放大器設(shè)置重低音揚聲器的增益,如圖4所示。圖5為重低音揚聲器電路。為了將平坦的頻響特性擴展到極低頻率,該系統(tǒng)為重低音揚聲器提供6階濾波電路。在開孔揚聲器4階高通頻響的基礎(chǔ)上增加2階有源高通濾波器。MAX4234為重低音揚聲器提供同相Sallen-Key2階高通濾波。該系統(tǒng)需要高Q值,在40Hz頻點處提升13dB。為了避免揚聲器和放大器過載.配置Sallen-Key濾波器實現(xiàn)滑動高通濾波;濾波器在放大器輸出達到最大值時動態(tài)調(diào)整。
7、輸入電阻R305可自動降低(用光耦FET,U7),從而使濾波器Q值降至0.5以下,即無提升。重低音揚聲器放大器U2的輸出峰值電壓控制光耦FET的輸入信號。VD6和C16組成峰值檢測器,能夠快速檢測輸出峰值電壓。峰值檢測器的閾值可調(diào)節(jié)還是固定,取決于是否安裝R7和R8/R9??刂齐娐饭ぷ鲿r將打開LEDVD6。MAX9736A內(nèi)部的兩個運算放大器配置成4階重低音低通濾波器,作為左/右聲道高通濾波器的后續(xù)濾波。圖6給出重低音聲道動態(tài)調(diào)整仿真結(jié)果。在重低音信號達到其門限后,高通濾波器的Q值減小,而截止頻率增大。JI電源輸入連接器,用于標準的筆記本電腦同軸插頭。典型的筆記本電腦電源的平均輸出電壓約19V
8、,適用于塢站系統(tǒng)供電。通過C1、C2濾波,電壓標記為PVDD,接入電源后點亮VD1藍燈,如圖7所示。采用簡單的復位電路MAX809SEUR+在上電、掉電時為放大器提供一個靜音信號,用來避免在輸入電路信號建立過程中產(chǎn)生瞬態(tài)噪聲。靜音控制門限通過兩只串聯(lián)電阻分壓器(10k和4.22k)設(shè)定在約10V。MAX9736采用受專利保護的無濾波調(diào)制技術(shù),不需要外部大尺寸電感濾波器。輸出端只需簡單的鐵氧體磁珠。4揚聲器和機殼重低音揚聲器采用Tymphany的5英寸直徑揚聲器,型號為830945,標稱阻抗4,諧振頻率47.4Hz。左/右聲道采用2英寸揚聲器,Tymphany830970,標稱阻抗4,諧振頻率1
9、47.5Hz。低至35Hz的f3用于語音系統(tǒng),采用6階濾波電路,包括一個2階高通有源濾波器。整個系統(tǒng)放置在一個機箱內(nèi),包括三個揚聲器、調(diào)節(jié)端口和PCB板。重低音揚聲器開口向下安裝,機箱體積約3.791mm3,調(diào)諧在54Hz。機箱外型尺寸約為355mm180mm×120mm。揚聲器濾波均衡設(shè)計為250Hz的4階Linkwitz-Riley濾波器;而衛(wèi)星揚聲器均衡則包括f=500Hz、增益=+6dB、Q=0.5的參量EQ和f3=3.8kHz、增益=+5.8dB的傾斜型濾波器,圖8所示為系統(tǒng)頻響。整個系統(tǒng)的頻響特性仿真表明最大平坦相應擴展至40Hz。這里揚聲器機殼推薦使用性價比更高的材料,譬如木制材料、纖維板(MDF)、工程塑料(ABS)等。5結(jié)束語該系統(tǒng)設(shè)計采用1220V直流電源供電,利用小音箱提供較高的SPL輸出,
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