Neue Class-D-Verstärker und ein DSP für Ihre Audio-Anwendungen

Reparatur: So verstärkt sich Ton wieder (Januar 2019).

Anonim

Neue Class-D-Verstärker und ein DSP für Ihre Audio-Anwendungen


In diesem Artikel werden wir drei neue Komponenten zum Verstärken und Verarbeiten von Audiosignalen betrachten.

Eine Audiosignalkette beginnt mit einem Mikrofon und endet mit einem Lautsprecher. Zwischen diesen beiden Komponenten können Sie sehr einfache Schaltungen oder sehr komplizierte Schaltungen haben. Alles hängt davon ab, was Sie zu erreichen versuchen und was Ihre Konstruktionsbeschränkungen sind.

Zwei grundlegende Aspekte einer Audioschaltung sind das Verarbeiten und Verstärken. Die Verarbeitung kann sich auf etwas so grundlegendes wie ein Tiefpassfilter oder so komplex wie ein Kompressions-IC beziehen. Verstärken (ich beziehe mich hier auf die letzte Verstärkerstufe) ist, was Ihr verarbeitetes Audiosignal in etwas verwandelt, das einen Lautsprecher antreiben kann. Der Verstärker könnte den Spannungspegel Ihres Signals erhöhen, oder er könnte das Signal einfach so puffern, dass die vorhandene Spannung der Last (dh der Lautsprecherspule) mehr Strom zuführen kann.

Verstärker sind in verschiedene "Klassen" zusammengefasst - Klasse A, Klasse B usw. Heutzutage ist der Klasse-D-Verstärker sehr beliebt. Diese Topologie kann eine sehr niedrige Verlustleistung (oder mit anderen Worten eine sehr hohe Effizienz) erreichen, da sie Transistoren verwendet, die vollständig ein- oder vollständig ausgeschaltet sind. Besonders hocheffiziente Audio-Verstärker sind heutzutage besonders wichtig, da sie dazu beitragen, die Batterielebensdauer von tragbaren Audiosystemen (z. B. Bluetooth-Lautsprechern) zu verlängern.

Hier gehen wir auf drei ICs ein: zwei Klasse-D-Verstärker, die zur Verstärkung von Audiosignalen verwendet werden, und ein Codec, der für die Verarbeitung dieser Audiosignale verwendet wird.

Produkte

Texas Instrumente

Der TPA3128D2 ist ein Stereo-Class-D-Verstärker, der eine Vielzahl nützlicher Funktionen wie integrierte Schutzschaltungen, hohe PSRR und sechs Schaltfrequenzoptionen bietet.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Texas Instruments

Der niedrige Einschaltwiderstand der integrierten Treiber-FETs ermöglicht es dem Teil, einen hohen Ausgangsstrom (7, 5 A) bereitzustellen, ohne sich selbst zu verbrennen. Thermische Probleme hängen jedoch wie immer von verschiedenen Faktoren ab. Daher müssen Sie sich die detaillierten Spezifikationen ansehen, um festzustellen, ob Sie einen Kühlkörper benötigen. Verbinden Sie das Wärmeleitpad zumindest mit reichlich Kupfer und / oder Vias!

ROHM Halbleiter

Eine weitere neue Klasse-D-Option ist der BM28723MUV von ROHM. Dieser Verstärker bietet nicht so viel Ausgangsleistung wie der TPA3128D2, aber er enthält eine digitale Signalverarbeitungsfunktionalität, die als "Audiosignalverarbeitung für Fernsehgeräte" beschrieben wird. Wie die TPA3128D2 und so viele andere ICs in diesen Tagen, enthält es verschiedene nützliche Funktionen, die bequem auf Seite 1 des Datenblattes zusammengefasst sind.

Bild mit freundlicher Genehmigung von ROHM Semiconductor

Wie Sie in der Anwendungsschaltung sehen können, kommt der Ton als digitale Daten an den BM28723MUV, nicht als analoge Signale. Dies ist in Ordnung, wenn Sie einen anderen Grund haben, Ihr Audio zu digitalisieren, und es ist besonders praktisch, wenn Sie mit digitalen Daten anstelle von analogen Signalen beginnen (z. B. mit der Wiedergabe von digitalen Musikdateien). Übergeben Sie einfach die Daten an das BM28723MUV und es kann sich um das analoge Geschäft kümmern.

Auf der anderen Seite ziehen wir es manchmal vor, alles im analogen Bereich zu behandeln. In solchen Fällen sollten Sie sich auf Analog-Eingangsverstärker wie den TPA3128D2 konzentrieren.

Analoge Geräte

Für diejenigen von uns, die sich mehr Gedanken über den signalverarbeitenden Teil des Designs machen, werfen wir einen Blick auf den ADAU1777.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Analog Devices. klicken um zu vergrößern

Dieser ziemlich komplizierte Chip führt eine digitale Signalverarbeitung durch, hat jedoch einen analogen Eingang und Ausgang. Mit anderen Worten, Sie erhalten den Vorteil von DSP, ohne sich Gedanken über benutzerdefinierte Datenwandlerschaltungen machen zu müssen. Der ADAU1777 verarbeitet die Analog-Digital- und Digital-Analog-Umwandlung.

Die Signalverarbeitungsfähigkeiten werden als "Filterung, Pegelsteuerung, Signalpegelüberwachung und Mischen" beschrieben. Das Datenblatt macht jedoch deutlich, dass dieser Teil für eine bestimmte Aufgabe optimiert ist, nämlich die Rauschunterdrückung.

Im Gegensatz zu den beiden vorherigen ICs ist dieser Teil nicht für Anwendungen mit hohem Volumen gedacht. (Ich meine Volumen wie in Lautstärke… Nicht wie in Produktionsvolumen.) Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie immer einen zusätzlichen Verstärker benötigen: Die analogen Ausgangssignale des ADAU1777 können Kopfhörerlautsprecher mit einer Impedanz von mindestens 16 Ω ansteuern.


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