數字音頻D類耳機放大器晶片NJU8721及其應用

2020-11-21 電子產品世界

概述

立體聲耳機是一種應用非常廣泛的可攜式音頻裝置。新日本無線電(NJR或JRC)公司推出的
NJU8721單片IC是一種50mW+50mW的立體聲D類數字耳機放大器。該晶片以6階Δ-E調製為主要特徵，且內含數字衰減器、靜音和去加重電路。NJU8721的功能是將數字源輸人信號轉換成PWM信號輸出，然後再利用外部LC濾波器將PWM信號轉換為模擬信號，從而使耳機發出聲響。它是開關型(D類)放大器，最大優點是效率高，因而特別適合於在可攜式音頻裝置中應用。

2 主要功能與特點

NJU8721晶片內含上電復位電路、同步電路、串行音頻數據接口、控制電路、8f。過採樣數字濾波器、6階32fsΔ-∑與PWM電路以及左／右聲道輸出級等電路，圖1所示是其內部結構框圖。


NJU8721採用CMOS20腳SSOP封裝。其主要功能特點如下:

  • 從MCK端輸入的256fs時鐘可用作系統時鐘，音頻DAC採樣速率fs在28~100kHz之間。

  • 內置8fs過採樣數字濾波器，對音頻數據通過串行功能控制可實現衰減和去加重。

  • 內部32fs 6th, Δ-∑與PWM可將8fs的過採樣數字濾波器音頻數據轉換成32fs的1位PWM數據。

  • 通過腳MODE(9腳)可選擇控制模式，具體方法如表1所列。


  • 串行數字音頻數據接口格式可在I2s、對齊的(justified)最高位(MSB)或最低位(LSB)中選擇，數據長度為16位或18位。串行音頻數據將在位時鐘(BCK)信號的上升沿產生，並從IC的DIN端(15腳)輸入到內部移位寄存器。到達移位寄存器的數據將在左／右通道輸入時鐘(LRCK)的上升沿或下降沿被傳送。串行音頻數據時鐘(BCK)、左／右通道輸入時鐘(LRCK)與主時鐘(MCK)同步。


  • 當控制模式選擇在串行控制時，可用控制寄存器設定各種模式。控制數據將從F2／SCK的上升沿引入，同時在Fl／REQ的上升沿被置位並進入控制寄存器。在F1／REQ上升脈衝到來之前，最後8位數據有效。圖2為控制寄存器的時序圖。

    表2所列是NJU8721的串行數據格式。現對其中的具體含義介紹如下：


    (1)ATYN6-ATTNO

    當B7為"0"時，B0-B6可用於設定衰減數據。衰減值(ATF)為：

    ATT=DATA-121

    式中：DATA為衰減點的衰減值，式中的單位為dB，該衰減器共設107階(步)。

    (2)DEMP0和DEMPl

    DEMP0和DEMPl用於控制去加重開／關和採樣頻率，具體控制方法如表3所列。

    (3)MUTE

    MUTE用於控制靜音操作，當MUTE為0時，靜音操作關閉，為1時開通。晶片默認狀態為靜音關閉。

    (4)F0、F1和F2

    F0、F1、F2與FO／DATA、F1／REQ、F2／SCK腳的控制方法相同，其主要作用是選擇數字音頻接口格式，具體操作如表4所列。


    (5)lIST

    當復位端lIST為"廠時，復位接通，當RST為"0"時，復位截止。

    (6)TRST

    當TRST為"廠時，數據總線接通；當TRST為"0"時，數據總線設置關閉。

    (7)MUTY2-MUTF0

    MUTF2-MUrlT0用於設定衰減器過渡時間。具體的設定方法如表5所列。

    3 主要參數

    NJU8721的主要參數據指標如下：

  • 電源電壓VDD：3~3．6V；
  • 驅動電壓VDDL／VDDR:VDD~5．25V；

  • 電源電流IDD：9mA(無載和無信輸入時典型值);

  • 待機電流IST:小於10μA;

  • 輸入電壓範圍：VIN=0．7VDD-VDD；VIL=0~0.3VDD；

  • 效率大於80％；

  • 輸出THD小於0．1％(RL=16Ω，Vo=-6dB);

  • 輸出功率：P01=48mW+48mW(RL=16Ω,V0=0dB)，P02：80mW+80mW(V0=0dB，RL=8Ω)；
  • 信噪比：S／N≥80dB；
  • 通帶響應：PR≤
    •

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