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立體聲3W音頻功率放大器MAX9760

鉅大LARGE  |  點擊量:1417次  |  2020年02月04日  

摘要:MAX9760是一種3WBTL立體聲/200mW立體聲頭載耳機放大器單片IC。該器件可利用4.5~5.5V無線性穩壓器的噪聲電源工作,并通過I2C相容的2線串行接口控制。文中介紹了MAX9760的結構、主要功能、特點,給出了MAX9760的典型應用電路


1概述


美國美信公司生產的MAX9760是一種3W(@RL=3Ω)橋接負載(BTL)立體聲揚聲器功率放大器和200mW(@RL=16Ω)立體聲頭載耳機放大器單片IC。該器件帶有頭載耳機感測、2∶1輸入多路轉接器、專有的咔嗒聲與喀嚦聲抑制等特征。在1kHz下有100dB的超高電源抑制比(PSRR),因此,MAX9760可在不帶線性調整器4.5~5.5V的單噪聲電源下正常工作。而0.002%的超低(THD+N)則可保證音頻信號的清潔和低失真放大。MAX9760的其它特點包括:4mV的低輸出失調電壓、13mA的低靜態電源電流和10μA的關閉電流等。此外,器件的靜音功能還可使輸出快速使能或截止。

MAX9760的耳機感測輸入可檢測耳機插孔的存在,它既可使放大器連接為揚聲器模式,同時也可使放大器自動連接為耳機模式。其放大器增益可在外部設定。2∶1的輸入多路轉接器允許選擇多重音頻源。另外多路轉換器通過外部均衡器網絡的選擇,還可用作對揚聲器頻率響應限制的補償。MAX9760的各種功能均可通過串行數據線(SDA)和串行時鐘線(SCL)組成的、與I2C/SMBus兼容的2線串行接口來進行控制。


MAX9760與同系列器件MAX9761/2/3一樣,采用28腳QFN封裝或28腳TSSOP-EP封裝,它們的引腳排列如圖1所示。


MAX9760的應用領域主要是筆記本PCs、小型平板PCs、便攜式DVD播放機、PC音頻外圍設備(和Camcorders)等。

圖2MAX9760芯片電路組成

2內部結構及引腳功能


MAX9760內有立體聲揚聲器功率放大器和立體聲單端連接(SE)頭載耳機放大器、2∶1輸入多路轉換器、耳機傳感器和咔嗒聲與喀嚦聲抑制電路。圖2是MAX9760的內部結構,表1列出了MAX9760的引腳功能。

表1MAX9760的引腳功能


引腳功能


QFN封裝TSSOp封裝名稱126SDA雙向串行數據I/O227INTμC中斷輸出328VDD電源41SVDD待機電源。該腳連接到待機電源,或通過一只肖特基二極管和一只220F電容連接到地;或若不需要無咔嗒聲操作,則該將腳短路到VDD52INL1左通道輸入163INL2左通道輸2入74GAINLA左通道增益設置A85GAINLB左通道增益設置B9、13、23、276、10、20、24pGND電源地107OUTL+左通道橋式放大器天輸出,同時也用作左通道耳機放大器輸出11、258、22pVDD輸出放大順電源129OUTL-左通道橋式放大器負輸出1411SHDN有源低電平關閉,正常操作時該腳連接到VDD1512ADD地址選擇。為邏輯1時,設置地址LSB為1;為邏輯0時,設置LSB為01613HpS耳機傳感輸入。邏輯高電平可使IC作為SE耳機放大器使用;一個邏輯低電平可使IC用作BTL揚聲器放大順1714BIASDC偏置旁路,該腳應連接一電容到地1815GND地1916INR1右通道輸入12017INR2右通道輸入22118GAINRB右通道增益設置A2219GAINRB右通道增益設置B2421OUTR+右通道橋式放大器正輸出,同時也用作右通道耳機放大器輸出2623OUTR-右通道橋式放大器負輸出2825SCL串行時鐘線


3工作原理


3.1輸入多路轉換器


MAX9760內部的2∶1輸入多路轉換器允許輸入在兩個立體聲源之間進行選擇。兩個多路轉換器則由控制寄存器中的位1控制。其中一個邏輯低電平選擇輸入IN_1,另一個邏輯高電平選擇輸入IN_2。當從音頻源到IC的IN_1和IN_2腳連接兩只差分輸入電阻時,增益將從2增加到4。此外,輸入多路轉換器也允許揚聲器均衡網絡轉換進入到揚聲器信號通路。


3.2耳機傳感使能與耳機傳感輸入


MAX9760的HPS腳可通過HPSD位使能。同時,通過HPSD可使器件在自動檢測模式或固定模式下操作。HPS設置如表2所列。

表2HpS設置


輸入模式增益路徑


HSpDHpS揚聲器/耳機(SpKR/Hp)00×BTL選擇GAINA通路01×SE選擇GAINB通路1×0BTL增益通路由寄存器(02h)GAINAB控制位選擇1×1SE增益通路由寄存器(02h)控制位選擇


在HPS腳上加一個低于0.7VDD的電壓可使器件工作在揚聲器模式。而當HPS腳電壓高于0.9VDD時,器件將進入耳機模式,同時將使揚聲器放大器靜音。為了實現自動耳機檢測,可將HPS腳連接到三線耳機插座的控制腳,如圖3所示。這樣,在無耳機出現時,便可由R1和R2電阻分壓器產生一個低于0.7VDD的電壓施加到IC的HPS腳,以將IC設置為揚聲器模式,同時,可使增益設置被預置至GAINA。當耳機插頭插入到耳孔中時,控制腳將從觸點斷開,HPS腳通過R1連接到VDD,以將IC設定在耳機模式,此時增益設置被預置于GAINB。當IC在揚聲器模式時,電阻R3用于阻止音頻信號耦合至HPS腳。

4數字接口操作


MAX9760的SDA和SCL與I2C/SMBus兼容。通過SDA和SCL可使MAX9760與時鐘速率為400kHz的主機(一個典型微控制器)進行雙向通信。此時MAX9760僅是一個發射/接收從器件,它依賴主機產生時鐘信號。通常由主機啟動數據和時鐘在總線上的傳送,并由主機通過發射適當的地址(跟隨一個命令或數據字)給MAX9760。每個發射順序由一個開始條件和一個停止條件組成。字長為8位,并總是跟隨在一個應答時鐘脈沖之后。


4.1開始和停止條件


主機通過發出一個開始條件來啟動通信。開始條件出現在SCL為高電平時SDA的下降沿,而停止條件則在SCL為高電平時,由SDA的上升沿來確定。具體見圖4所示。


4.2確認(ACK)位


第九位ACK通常附加到任意8位數據字上。MAX9760在接收每個地址或數據時,都將產生一個ACK位。


4.3從地址


總線主機通過發送一個開始條件和7位從地址?如圖5?和主機進行通信。空閑時,IC會等待后面的從地址的一個開始條件。地址字的最低有效位?LSB?是讀/寫?R/W?位,R/W為0時,選擇寫;R/W為1時,選擇讀。當接收到合適地址后,MAX9760將發送一個ACK位。MAX9760在出廠前已有一個工廠/用戶的已編程地址。圖5為從地址命令格式。用戶可通過ADD?腳?重新設置地址位A6~A0中的A0和A1。也就是說,將ADD分別連接VDD、GND、SCL或SDA腳時,可分別重新確定從地址的最后兩位A0和A1,具體如表3所列。

表3I2C從地址


ADD連接I2C地址GND1001000VDD1001001SDA1001010SCL1001011


4.4寫數據格式


MAX9760配置有靜音(MUTE)寄存器、關閉(SHDN)寄存器和控制寄存器三個寄存器。其中靜音寄存器是一個設置靜音狀態的讀/寫寄存器。該寄存器的位3(MUTEL)和位4(MUTER)分別用于控制左、右通道。而關閉寄存器是控制器件加電狀態的讀/寫寄存器。其位0為邏輯高電平時,關閉IC,而在位2~7中,一個邏輯高電平將復位所有寄存器到缺省設置。第三是控制寄存器,這是決定器件配置的一個讀/寫寄存器,主要用于對IC進行配置。


4.5讀數據格式


在讀模式(R/W=1)狀態時,MAX9760會把選擇寄存器的內容寫到總線上,此時數據將反方向流到后面的地址并確認,主機將對包括讀唯一狀態寄存器在內的全部寄存器內部進行讀操作。


4.6中斷輸出


MAX9760的中斷輸出(INT)通常在HPS狀態變化時被觸發。在正常操作期間,從插座插入或移開時,系統都將通過HPS檢測以使INT置為高電平。

圖6MAX9760典型應用電路

5應用電路


MAX9760的典型應用電路如圖6所示。圖中MAX9760為立體聲BTL揚聲器放大器和SE頭載耳機放大器。MAX9760的數字接口連接于微控制器,并由微控制器啟動總線數據傳輸。MAX9760的左/右通道輸入信號來自編解碼器,在INL2和INR2信號輸入通路設置有高通濾波器(HPF)。每個通道有兩個增益(A和B)可供選擇:在揚聲器模式選擇增益A(增益B不履行);在耳機模式選擇增益B(增益A缺省)。輸入電阻RIN可用于決定輸入放大器的增益(AVIN=-10kΩ/RIN),放大器輸出腳(OUTL+和OUTR+)與增益設置點(GAINLA/B與GAINRA/B)之間的反饋電阻RF用于設定輸出放大器的增益(AVOUT=-RF/10kΩ)。其總增益由RF和RIN決定:


AV=AVIN×AVOUT=RF/RIN


在耳機模式下,高頻端有效反饋電阻REFF=RF1×RF2/(RF1+RF2)時,CF可視為短路。而對于RF1和RF2、CF組成的低音提升電路,其低頻端CF可視為開路(此時REFF=RF1)。


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