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D类数字耳机放大器NJU8721单片IC的功能特点和典型应用分析
文章来源:永阜康科技 更新时间:2020/7/31 11:47:00
1、 概述

立体声耳机是一种应用非常广泛的便携式音频装置。新日本无线电(NJR或JRC)公司推出的NJU8721单片IC是一种50mW+50mW的立体声D类数字耳机放大器。该芯片以6阶Δ-E调制为主要特征,且内含数字衰减器、静音和去加重电路。NJU8721的功能是将数字源输人信号转换成PWM信号输出,然后再利用外部LC滤波器将PWM信号转换为模拟信号,从而使耳机发出声响。它是开关型(D类)放大器,最大优点是效率高,因而特别适合于在便携式音频装置中应用

2、 主要功能与特点

NJU8721芯片内含上电复位电路、同步电路、串行音频数据接口、控制电路、8f。过采样数字滤波器、6阶32fsΔ-∑与PWM电路以及左/右声道输出级等电路,图1所示是其内部结构框图。

NJU8721采用CMOS20脚SSOP封装。其主要功能特点如下:

从MCK端输入的256fs时钟可用作系统时钟,音频DAC采样速率fs在28~100kHz之间。

内置8fs过采样数字滤波器,对音频数据通过串行功能控制可实现衰减和去加重。

内部32fs 6th, Δ-∑与PWM可将8fs的过采样数字滤波器音频数据转换成32fs的1位PWM数据。

通过脚MODE(9脚)可选择控制模式,具体方法如表1所列。

串行数字音频数据接口格式可在I2s、对齐的(justified)最高位(MSB)或最低位(LSB)中选择,数据长度为16位或18位。串行音频数据将在位时钟(BCK)信号的上升沿产生,并从IC的DIN端(15脚)输入到内部移位寄存器。到达移位寄存器的数据将在左/右通道输入时钟(LRCK)的上升沿或下降沿被传送。串行音频数据时钟(BCK)、左/右通道输入时钟(LRCK)与主时钟(MCK)同步。

当控制模式选择在串行控制时,可用控制寄存器设定各种模式。控制数据将从F2/SCK的上升沿引入,同时在Fl/REQ的上升沿被置位并进入控制寄存器。在F1/REQ上升脉冲到来之前,最后8位数据有效。图2为控制寄存器的时序图。

表2所列是NJU8721的串行数据格式。现对其中的具体含义介绍如下:

(1)ATYN6-ATTNO

当B7为“0”时,B0-B6可用于设定衰减数据。衰减值(ATF)为:

ATT=DATA-121

式中:DATA为衰减点的衰减值,式中的单位为dB,该衰减器共设107阶(步)。

(2)DEMP0和DEMPl

DEMP0和DEMPl用于控制去加重开/关和采样频率,具体控制方法如表3所列。

(3)MUTE

MUTE用于控制静音操作,当MUTE为0时,静音操作关闭,为1时开通。芯片默认状态为静音关闭。

(4)F0、F1和F2

F0、F1、F2与FO/DATA、F1/REQ、F2/SCK脚的控制方法相同,其主要作用是选择数字音频接口格式,具体操作如表4所列。

(5)lIST

当复位端lIST为“厂时,复位接通,当RS为”0“时,复位截止。

(6)TRST

当TRST为”厂时,数据总线接通;当TRST为“0”时,数据总线设置关闭。

(7)MUTY2-MUTF0

MUTF2-MUrlT0用于设定衰减器过渡时间。具体的设定方法如表5所列。

3、 主要参数

NJU8721的主要参数据指标如下:

电源电压VDD:3~3.6V;

驱动电压VDDL/VDDR:VDD~5.25V;

电源电流IDD:9mA(无载和无信输入时典型值);

待机电流IST:小于10μA;

输入电压范围:VIN=0.7VDD-VDD;VIL=0~0.3VDD;

效率大于80%;

输出THD小于0.1%(RL=16Ω,Vo=-6dB);

输出功率:P01=48mW+48mW(RL=16Ω,V0=0dB),P02:80mW+80mW(V0=0dB,RL=8Ω);

信噪比:S/N≥80dB;

通带响应:PR≤±1dB(20Hz~20kHz);

工作温度范围:-40~+85C。

4 、典型应用

NJU8721的典型应用电路如图3所示。其中3.3V电源电压加至IC的20脚,开关电压调节器输出的3.3~5.25V的稳定电压分别加到IC的5脚和6脚,从而为输出驱动器电路提供DC偏置。数字音频数据从12脚-15脚输入后,即可通过IC的1脚、9脚、10脚和16-19脚输入模式控制信号。在IC的4脚和7脚上的PWM信号分别经LC滤波器转换后可产生模拟音频信号以驱动两个声道上的16Ω耳机。

 
 
 
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