语音芯片DAC输出外接甲类功放增加音量方法

2012-08-20 23:16:31 stchip 2467

在很多语音IC的应用中,IC的声音输出为接一个三极管来驱动喇叭下面讲述语音芯片DAC输出外接甲类功放增加音量方法。

 1. Audio电压输出:
AMFR录放音IC声音输出都为电压输出,这种输出有单端输出的,内部不带功放,属于这种输出的IC有AMFRC0083和AMFRC0163。还有双端输出的,内部已经有功放线路,属于这种输出的ICAMFRA3009和AMFRB6009。
单端电压输出可直接接功放线路;双端电压输出,接任一端都可,但是不用的脚一定空接,千万不能接地。通常的应用线路如图一,Q1与喇叭接为甲类放大,因在IC的输出的信号中已加有一个直流电压,所以R1既是Q1的直流偏置电阻,同时也是Q1的交流限流电阻,这个线路具有简单易调试的特点。
但是有时使用这个线路会发现声音很小,通常的做法是将R1减小,但是减小R1后,一些意想不到的情况出现了,电流变得很大,甚至声音会失真。或者我们有时觉得电流太大,于是会想到用阻抗大一些的喇叭,但是IC的内部线路是根据8Ω的喇叭来设计的,换喇叭后却出现了声音失真的问题,我们用示波器看Q1集电极的波形,看到调整R1或者更换不同阻抗的喇叭后,不光交流信号变化,而且直流工作点也移动了,所以交流信号大的时候会有削波失真。根据这些情况看来,用这个最简单的线路不能解决这个问题。
其实要增大声音这个问题很简单,只要增加耦合到输入到线路的交流信号就行了。所以要在R1上并联电容C1,电容加上后,交流信号就会增大,但是大部分时候交流信号又太大了,引起了削波失真,而交流信号增加的多少与电容的值成正比,所以只好换小些的电容,而IC输出的音频信号有4K左右的带宽,电容太小又经常出现语音高频较好而低频不够的情况,看来这真是件麻烦事。其实如果另外用一个电阻与电容串联来单独调整交流信号的大小,问题便迎刃而解,而电容也可以用得大些使声音的低频部分更好。所以改进后的线路就变成了图二。

语音芯片

 


下面再分析一下此线路的各元件的值的选择,首先是选择喇叭的阻抗,其实喇叭的阻抗即是放大线路的负载的阻抗,在通常的线路是选8Ω的喇叭,但是用8Ω的喇叭时静态电流较大,如把Q1的集电极调到1/2VCC则静态电流为1/2VCC除以8,所以我们如果选择阻抗大一倍的喇叭,静态电流会是原来的一半,我们建议使用32Ω或以上的喇叭。需注意的是,当喇叭的阻抗改变时,前面所选择的电阻需重新调整,所以在调整电阻前一定要确定好喇叭的阻抗。然后要确定R1的值,R1确定了放大线路的直流工作点,在去掉交流信号后用示波器看IC输出时Q1的集电极的波形,调整R1使该脚电压为1/2VCC时,便得到R1的值(见图三)。

 

然后选择C1的值,一般可以用一个0.1μ的电容即可,但是在R2比较小时,0.1μ的电容对声音的高频部分阻抗较大,可以使用0.47μ的电容,以改善低频特性,R2的值可根据所输出交流信号的最大电平来确定,在交流信号最大输出时调整到Q1集电极波形仍不失真就行了(见图四)。

 语音芯片

2. Cout电流输出:
一般语音IC都是这种输出,IC的Cout输出端相当于电流输出型DAC的输出端,输出电流大小在EzCode中可以设置,如设为3.02mA,表示输出的最大电流为3.02mA。这种输出一般的应用线路如图五。图中Cout直接接三极管B极,因为IC的输出电流恒定,故三极管的B极电流等于IC输出电流减去流过R1的电流。R1的作用是调节IC的输出电流符合三极管的输入特性,因为若IC输出电流太大,可能会使三极管的偏置点不正确,而引起严重失真。调整R1的值可以调节三极管的B极电流。
R1的值简单确定方法就是测试IC工作时喇叭上的电流,但喇叭上的电流为1/2VCC除以喇叭阻抗时,表示喇叭和三极管上的电压都为1/2VCC,偏置点正确。
这种线路为最简单的电流放大线路,这款线路在应用中不可避免也会有声音太小而电流却很大的问题,我们同样可以增加耦合到输入到线路的交流信号,来增加声音而不减小电流。改进的线路见图六。

 语音芯片
电流输出线路的调整与电压输出大同小异,同样的方法我们通过调整R3和R1的确定三极管的偏置点。注意R1的大小主要限制B极电流的最大值,而R3调整使工作点平行移动,两个电阻需要均衡调整,使工作点正常且电流变小。R2用来调整交流信号的大小,调整至声音最大而且不失真即可。C1为交流耦合电容,C1的值较大时可以改善声音的低频特性,一般选择0.1u的电容,选择0.47u以上更好。

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