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可支撑差分和单端信号的便携式产品音频接口规划

便携式设备的数量发生爆炸性的增长,且新增诸多功能,带有外置扬声器音频播放功能的便携式设备日益增加,例如MP3播放器、带MP3功能或扬声器的手机以及便携式CD播放器等。这些系统的输出根据配置和驱动的不同

  便携式设备的数量发生爆炸性的添加,且新增许多功用,带有外置扬声器音频播映功用的便携式设备日益添加,例如MP3播映器、带MP3功用或扬声器的手机以及便携式CD播映器等。这些体系的输出依据装备和驱动的不同而各异。 但这些体系的输出在装备和驱动上都有所不同。作者在本文中探讨了能够检测并布置可将输入信号扩大到输出持平信号的单端/差分音频扩大器的几种办法。

  MP3播映器或手机的输出是单端信号,可驱动32Ω的耳机扬声器。典型外置扬声器体系的扬声器阻抗是4至8Ω,每个声道或许会有多个扬声器。不过32Ω的驱动器难以驱动这些低阻抗扬声器,无法为终端用户供给满足的音量。

  外部扬声器体系因质量、音量及扬声器数目的不同而有所区别,因而通用扩大器不适于驱动这些扬声器。例如,MP3播映器的扬声器体系具有耳机插孔输入端,并能支撑单端输出的立体声信号。而某些新式高端扬声器体系则可支撑差分信号,为了后向兼容,这些新体系也有必要能支撑单端信号。

  因为差分信号是单端信号的两倍,因而单端信号和差分信号将发生不同的音量。因为人的听力和声响巨细的联系契合对数曲线规则,因而不能选用线性的操控办法(图1)。

  音量与音频体系的输出功率之间不是线性联系

  图1:音量与音频体系的输出功率之间不是线性联系。

  关于可将输入信号扩大到与输出持平信号的单端/差分音频扩大器,有几种办法能够对其进行检测和完成。体系之间的接口衔接器应至少有5个引脚才干供给差分信号。需求留意的是,两个器材之间的共地衔接非常重要。表面上看,因为信号是直流阻隔的,因而沟通耦合%&&&&&%无需接地,但实践经历证明接地是供给抱负噪声功能所必需的。

  第一个要处理的问题是检测输入是单端仍是差分信号。在许多电路中,有两种电路选用衔接器的一个外部引脚来测验输入信号的直流电平。指定衔接器的一个外部引脚很简单,但关于空间狭小的运用而言就不可行。源器材或使引脚开路或使其短接至地。

  检测差分信号的第二种办法,是运用比较器来检测信号的直流电平,或是接地或是差分信号。以上两种办法的输入信号都有必要经过低通滤波器。原始信号有必要别离为其直流电平的50%至25%,假如体系在低频、顶峰峰值沟通信号的差分形式下,将导致过错的检测成果。若原始信号的直流电平是地电平的话,这种技能也不能运用。图2所示此类电路的实例。

  运用比较器电路的差分信号检测

  电路的第二个部分是音频扩大器。该电路的处理方案和所需的声响质量有关。真实的差分输入比进入一个扩大器的差分信号能供给更高的声响质量,实践的差分扩大器需求一个附加电路将单端信号转化为差分输入信号。

  音频扩大器最简单的完成办法是将信号输入到一个扩大器中(图3)。在单端形式下,该差分输入不发生信号,答应正相输入设置为0.5Vcc,这是规范的单端输入装备。模仿开关保持在断开状况,以使扩大器输出2倍的增益。在差分形式下,模仿开关闭合,增益变为1。因而关于不同的输入形式,这两种输入信号都会发生相同的输出信号起伏。

  音频扩大器的直接完成办法

  图3:音频扩大器的直接完成办法。

  第二种完成办法是选用真实的差分扩大器来驱动扬声器。这种扩大器可供给较好的噪声遏止。与前面的比如不同,此刻输入音频扩大器的信号有必要是差分信号。差分信号可运用运算扩大器或变压器来完成。运算扩大器的完成办法在尺度方面较为便当,但对平衡输入信号则存在困难(图4)。该运算扩大器的增益为-1,以将单端输入信号变成反向信号。模仿开关在输入之间转化以完成音频扩大器的输入。这种差分信号能够直接送入音频扩大器中。图4是电路图。

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