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基于DPPC2006的数字音频功率放大器

作者:王新金 李建明时间:2008-05-19来源:edires.net

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/82750.htm

  随着电子产品的数字化进程不断演进,音响设备(尤其是其中的关键产品功率)的数字化也提上了日程。目前市场上很多功放产品都打出了“数字”的旗号,但其中有很多只是对产品进行了一些数字化处理,严格意义上只能称作数字化功放,真正的音频信号还是模拟的.是指在信号的处理过程中采用的是数字音频信号,用开关的方式放大信号.最大的特点是效率高,对电源及散热的要求大大降低,此外还有输出功率大、频响宽、体积小、信噪比高等优点。笔者设计了一款采用直接数字放大技术,通过专用音频信号处理芯片DPPC2006处理,再经由高速VMOSFET组成的H桥互补对称电路放大的纯

  电路构成

  本方案由前、后级构成,前级由DPPC2006处理输入的数字信号转换成PWM波输出,后级由高速VMOSFET组成的H桥互补对称放大电路及低通滤波器组成.同时用模数转换器(ADC)CS5333实现对模拟信号的兼容,由单片机AT89S51完成音量调节、显示、声道、静音等控制功能.整机组成见图1。

        

                    图1 基于DPPC2006的

  芯片工作原理

  数字功放处理芯片DPPC2006是具有我国完全自主知识产权的Hi-Fi级全数字6通道音频功放编码处理芯片。该芯片具有6通道全数字(PCM)输入和独立脉宽编码(PWM)输出;每声道音量可独立调整,124级增减可调;352.8kHz或384kHz高速开关频率;支持24bit多脉宽脉冲差值编码、噪声整形、平衡电桥等技术;6通道数据输入,采样率支持32kHz~768kHz;内置S/PDIF接收器,采样率支持44.1kHz~96kHz;内置输入数据组选择电路;供电+3V~+5.5V;封装形式为QFP100A.

  主要技术指标

  频率响应±0.5dB(20Hz~20kHz);动态范围95dB;总谐波失真<0.02%. 该芯片能直接接收CD,DVD等数字音源输出的同轴或光纤数字音频信号,全数字信号放大处理,单颗IC可以放大6个声道,前后级分开,后级采用不同的MOSFET,可实现不同的输出功率.用DPPC2006构成的数字功放电路简单、功能完善,其输入可以分别选择光纤和同轴的数据,也可选择CD,VCD,DVD等产品内部的DATA,BCK和LRCK格式的数据,还可支持高采样率的数据输入;没有数字信号输入的地方,外接音频A/D转换器后也可以输入DPPC2006供选用,应用非常灵活。

  模拟信号的兼容

  为了与普通的模拟信号兼容,DPPC2006的数字输入接口可以接收串行ADC输出的数据.只要符合图2所示格式的数字音频数据输入即可正常工作(左右对齐由DPPC2006的MO脚配置选择).本方案中采用CIRRUS公司推出的26bit,96kHz立体声音频专用模数转换器CS5333。

       

                                     图2 串行音频数据格式

  后级PWM放大

  完整的后级PWM放大由MOS管H桥互补对称放大电路和低通滤波器(LPF)构成,实际电路如图3所示(图中只有一个通道).图中R307、C303、L303、C307、C308为EMC元件;L301、L302、C304为滤波电路;R308、C305为音箱匹配电路。

  1)H桥放大电路.这里U6为FET的输入驱动器,电路中用74HC541或天奥的DB802芯片.选用不同电流的MOSFET,即可得到80W~300W的输出功率.

        

                            图3 后级PWM放大电路

  2)低通滤波器.采用二阶LC滤波器,要求滤波器上限频率≥20kHz,在通频带内特性基本平坦。经用EWB仿真软件进行仿真,得到L、C的较佳参数为L301=L302=22μH,C304=0.47μF。

  功能控制

  对DPPC2006的控制由51系列单片机AT89S51实现,完成对芯片模式设置、通道选择、音量控制及显示等功能的操作。该单片机带有ISP(在系统可编程)功能,可以直接通过下载线进行在线开发,使用非常方便.单片机控制程序流程如图4所示。

      

                      图4 单片机控制程序流程图

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