立体声3W音频功率放大器MAX9760

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:MAX9760是一种3W BTL立体声/200mW立体声头载耳机放大器单片IC。该器件可利用4.5~5.5V无线性稳压器的噪声电源工作,并通过I2C相容的2线串行接口控制。文中介绍了MAX9760的结构、主要功能、特点,给出了MAX9760的典型应用电路。 关键词:立体声3W BTL/200mW耳机 功放IC MAX9760 1 概述 美国美信公司生产的MAX9760是一种3W(@RL=3Ω)桥接负载(BTL)立体声扬声器功率放大器和200mW(@RL=16Ω)立体声头载耳机放大器单片IC。该器件带有头载耳机感测、2∶1输入多路转接器、专有的咔嗒声与喀呖声抑制等特征。在1kHz下有100dB的超高电源抑制比(PSRR),因此,MAX9760可在不带线性调整器4.5~5.5V的单噪声电源下正常工作。而0.002%的超低(THD+N)则可保证音频信号的清洁和低失真放大。MAX9760的其它特点包括:4mV的低输出失调电压、13mA的低静态电源电流和10μA的关闭电流等。此外,器件的静音功能还可使输出快速使能或截止。 MAX9760的耳机感测输入可检测耳机插孔的存在,它既可使放大器连接为扬声器模式,同时也可使放大器自动连接为耳机模式。其放大器增益可在外部设定。2∶1的输入多路转接器允许选择多重音频源。另外多路转换器通过外部均衡器网络的选择,还可用作对扬声器频率响应限制的补偿。MAX9760的各种功能均可通过串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)组成的、与I2C/SMBus兼容的2线串行接口来进行控制。 MAX9760与同系列器件MAX9761/2/3一样,采用28脚QFN封装或28脚TSSOP-EP封装,它们的引脚排列如图1所示。 MAX9760的应用领域主要是笔记本PCs、小型平板PCs、便携式DVD播放机、PC音频外围设备(和Camcorders)等。 图2 MAX9760芯片电路组成 2 内部结构及引脚功能 MAX9760内有立体声扬声器功率放大器和立体声单端连接(SE)头载耳机放大器、2∶1输入多路转换器、耳机传感器和咔嗒声与喀呖声抑制电路。图2是MAX9760的内部结构,表1列出了MAX9760的引脚功能。 表1 MAX9760的引脚功能 引 脚 功 能 QFN封装 TSSOP封装 名称 1 26 SDA 双向串行数据I/O 2 27 INT μC中断输出 3 28 VDD 电源 4 1 SVDD 待机电源。该脚连接到待机电源,或通过一只肖特基二极管和一只220F电容连接到地;或若不需要无咔嗒声操作,则该将脚短路到VDD 5 2 INL1 左通道输入1 6 3 INL2 左通道输2入 7 4 GAINLA 左通道增益设置A 8 5 GAINLB 左通道增益设置B 9、13、23、27 6、10、20、24 PGND 电源地 10 7 OUTL+ 左通道桥式放大器天输出,同时也用作左通道耳机放大器输出 11、25 8、22 PVDD 输出放大顺电源 12 9 OUTL- 左通道桥式放大器负输出 14 11 SHDN 有源低电平关闭,正常操作时该脚连接到VDD 15 12 ADD 地址选择。为逻辑1时,设置地址LSB为1;为逻辑0时,设置LSB为0 16 13 HPS 耳机传感输入。逻辑高电平可使IC作为SE耳机放大器使用;一个逻辑低电平可使IC用作BTL扬声器放大顺 17 14 BIAS DC偏置旁路,该脚应连接一电容到地 18 15 GND 地 19 16 INR1 右通道输入1 20 17 INR2 右通道输入2 21 18 GAINRB 右通道增益设置A 22 19 GAINRB 右通道增益设置B 24 21 OUTR+ 右通道桥式放大器正输出,同时也用作右通道耳机放大器输出 26 23 OUTR- 右通道桥式放大器负输出 28 25 SCL 串行时钟线 3 工作原理 3.1 输入多路转换器 MAX9760内部的2∶1输入多路转换器允许输入在两个立体声源之间进行选择。两个多路转换器则由控制寄存器中的位1控制。其中一个逻辑低电平选择输入IN_1,另一个逻辑高电平选择输入IN_2。当从音频源到IC的IN_1和IN_2脚连接两只差分输入电阻时,增益将从2增加到4。此外,输入多路转换器也允许扬声器均衡网络转换进入到扬声器信号通路。 3.2 耳机传感使能与耳机传感输入 MAX9760的HPS脚可通过HPSD位使能。同时,通过HPSD可使器件在自动检测模式或固定模式下操作。HPS设置如表2所列。 表2 HPS设置 输 入 模式 增 益 路 径 HSPD HPS 扬声器/耳机(SPKR/HP) 0 0 %26;#215; BTL 选择GAIN A通路 0 1 %26;#215; SE 选择GAIN B通路 1 %26;#215; 0 BTL 增益通路由寄存器(02h)GAINAB控制位选择 1 %26;#215; 1 SE 增益通路由寄存器(02h)控制位选择 在HPS脚上加一个低于0.7VDD的电压可使器件工作在扬声器模式。而当HPS脚电压高于0.9VDD时,器件将进入耳机模式,同时将使扬声器放大器静音。为了实现自动耳机检测,可将HPS脚连接到三线耳机插座的控制脚,如图3所示。这样,在无耳机出现时,便可由R1和R2电阻分压器产生一个低于0.7VDD的电压施加到IC的HPS脚,以将IC设置为扬声器模式,同时,可使增益设置被预置至GAINA。当耳机插头插入到耳孔中时,控制脚将从触点断开,HPS脚通过R1连接到VDD,以将IC设定在耳机模式,此时增益设置被预置于GAINB。当IC在扬声器模式时,电阻R3用于阻止音频信号耦合至HPS脚。 4 数字接口操作 MAX9760的SDA和SCL与I2C/SMBus兼容。通过SDA和SCL可使MAX9760与时钟速率为400kHz的主机(一个典型微控制器)进行双向通信。此时MAX9760仅是一个发射/接收从器件,它依赖主机产生时钟信号。通常由主机启动数据和时钟在总线上的传送,并由主机通过发射适当的地址(跟随一个命令或数据字)给MAX9760。每个发射顺序由一个开始条件和一个停止条件组成。字长为8位,并总是跟随在一个应答时钟脉冲之后。 4.1 开始和停止条件 主机通过发出一个开始条件来启动通信。开始条件出现在SCL为高电平时SDA的下降沿,而停止条件则在SCL为高电平时,由SDA的上升沿来确定。具体见图4所示。 4.2 确认(ACK)位 第九位ACK通常附加到任意8位数据字上。MAX9760在接收每个地址或数据时,都将产生一个ACK位。 4.3 从地址 总线主机通过发送一个开始条件和7位从地址如图5和主机进行通信。空闲时,IC会等待后面的从地址的一个开始条件。地址字的最低有效位LSB是读/写R/ W位,R/ W为0时,选择写;R/ W为1时,选择读。当接收到合适地址后,MAX9760将发送一个ACK位。MAX9760在出厂前已有一个工厂/用户的已编程地址。图5为从地址命令格式。用户可通过ADD脚重新设置地址位A6~A0中的A0和A1。也就是说,将ADD分别连接VDD、GND、SCL或SDA脚时,可分别重新确定从地址的最后两位A0和A1,具体如表3所列。 表3 I2C从地址 ADD连接 I2C地址 GND 1001000 VDD 1001001 SDA 1001010 SCL 1001011 4.4 写数据格式 MAX9760配置有静音(MUTE)寄存器、关闭(SHDN)寄存器和控制寄存器三个寄存器。其中静音寄存器是一个设置静音状态的读/写寄存器。该寄存器的位3(MUTEL)和位4(MUTER)分别用于控制左、右通道。而关闭寄存器是控制器件加电状态的读/写寄存器。其位0为逻辑高电平时,关闭IC,而在位2~7中,一个逻辑高电平将复位所有寄存器到缺省设置。第三是控制寄存器, 这是决定器件配置的一个读/写寄存器,主要用于对IC进行配置。 4.5 读数据格式 在读模式(R/ W=1)状态时,MAX9760会把选择寄存器的内容写到总线上,此时数据将反方向流到后面的地址并确认,主机将对包括读唯一状态寄存器在内的全部寄存器内部进行读操作。 4.6 中断输出 MAX9760的中断输出(INT)通常在HPS状态变化时被触发。在正常操作期间,从插座插入或移开时,系统都将通过HPS检测以使INT置为高电平。 图6 MAX9760典型应用电路 5 应用电路 MAX9760的典型应用电路如图6所示。图中MAX9760为立体声BTL扬声器放大器和SE头载耳机放大器。MAX9760的数字接口连接于微控制器,并由微控制器启动总线数据传输。MAX9760的左/右通道输入信号来自编解码器,在INL2和INR2信号输入通路设置有高通滤波器(HPF)。每个通道有两个增益(A和B)可供选择:在扬声器模式选择增益A(增益B不履行);在耳机模式选择增益B(增益A缺省)。输入电阻RIN可用于决定输入放大器的增益(AVIN=-10kΩ/RIN),放大器输出脚(OUTL+和OUTR+)与增益设置点(GAINL A/B与GAINR A/B)之间的反馈电阻RF用于设定输出放大器的增益(AVOUT=-RF/10kΩ)。其总增益由RF和RIN决定: AV=AVIN%26;#215;AVOUT=RF/RIN 在耳机模式下,高频端有效反馈电阻REFF=RF1%26;#215; RF2/(RF1+RF2)时,CF可视为短路。而对于RF1和RF2、CF组成的低音提升电路,其低频端CF可视为开路(此时REFF=RF1)。

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