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免费毕业论文--全遥控数字音量控制的D 类功率放(7)

2013-06-12 01:03 字代码为全1时输出电压约为VREF即2.5V。VOUT变化的规律是：16位数字代码由全0开始，每次加1一直到全1变化，对应的输出电压VOUT从0开始，每次增加VREF*（1/65536）。
 
 
 
 数字输入代码  模拟输出电压值VOUT 
 1111  1111  1111  1111  VREF*（65535/65536） 
    1000  0000  0000  0000  VREF*（32768/65536） 
    0000  0000  0000  0001        VREF*（1/65536） 
    0000  0000  0000  0000        0V 
                   表3-1  数字输入代码与输出电压值对应表
    我们还关心一个原理，就是怎样把16位的数字代码输入MAX541里面。请看下图，
当片选端信号CS选通后（低电平有效），串行时钟输入端的时钟信号开始生效，在时钟信号的上升沿数据会同步地传输并锁存到DAC的数据输入寄存器中。当16位数据传输完后CS置1，然后进入下一轮的数据代码传输。

                图3-16  
   （4）MAX541的电路连接
 MAX541在本设计中的电路连接见下图，让它外接+5V电源，4、5、6脚接单片机的P1口实现串口通信。模拟地DGND和数字地AGND相接构成地线系统，为了消除高频和低频干扰，必须在REF与地之间接入退耦电容。由图可以看出，MAX541的输出电压及两个可调电位器分别接到了D类功放芯片的11（VOLUME）、10（VARMAX）和第9（VARDIFF）脚，通过调节这三个管脚的输入电压就可以达到控制此D类功放音量的目的。至于是怎样控制的在下面将会详细介绍。 （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）
 
 图3-17  MAX541的电路连接
3.2.3 D类功放芯片TPA3004D2的功能特性及电路连接
   （1）TPA3004D2的特性
 此D类立体声音频功率放大芯片具有每通道12W的功率输出，立体声音量由直流电压控制，可以实现从–40 dB 到 36 dB增益范围调节。
   （2）TPA3004D2的主要管脚功能
    由于该芯片管脚较多，不可能也没必要一一说明其功能，下面就本设计所用到的管脚功能说明如下：
    RINN（2）         右声道音频输入的负极
    RINP（3）         右声道音频输入的正极
    LINN（6）         左声道音频输入的负极
    LINP（5）         左声道音频输入的正极
    LOUTN（16、17）   左声道音频输出的负极（两管脚接在一起）
    LOUTP（20、21）   左声道音频输出的正极（两管脚接在一起）
    ROUTN（44、45）   右声道音频输出的负极（两管脚接在一起）
    ROUTP（40、41）   右声道音频输出的正极（两管脚接在一起）
    VARDIFF（9）      结合VARMAX（10）与VOLUME（11）对输出设置增益
     VARMAX（10）      输入直流电压为VAROUT输出设置最大增益，（假如VAROUT没用到VARMAX就要接地线）
 VOLUME（11）      在此管脚输入直流电压为VAROUT输出设置增益
 
 
 
 
 
 
    （3）TPA3004D2的外观

     图3-18  TPA3004D2的外观 内容来自www.nseac.com
（4）TPA3004D2的调制方案
    调制方案在确定所需滤波器类型方面起着重要作用。传统的D类放大器需要LC滤波器，图X显示了采用的传统调制类型。在该方案中，当无信号输入时，差动PWM输出信号的占空比为50%，这50%的占空比不生成可以听到的声音，因为平均波形为零。但它会从喇叭吸收并使用大量电流，产生不希望出现的功率损耗。现在，随着输入电压的增加，正极OUT+的占空比也随之增加，负极OUT-的占空比则会减少。
    就该类型的调制方案而言，应当采用二阶BUTTREWORTH低通滤波器。如图X所示，该滤波器用两个电感和三个电容作为典型的桥接式负载输出。该滤波器主要作为电感，在电压变换时使输出电流保持一致，这降低了少输入信号或无输入信号时的功耗。但是该类滤波器的主要缺陷是尺寸增加及额外的外部元件成本增加。由于扬声器既具有电阻性有具有电感性，而且D类放大器开关波形通过扬声器产生高电压，所以效率方面的提高将受到损失，从而导致较高的电源电流，也抵消了D类放大器带来的效率优势。
    电感L1与L2以及电容C1构成差动滤