音频处理器MAX5406的原理与应用
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:852
max5406是maxim公司推出的一种音频处理器,该芯片内含双通道32阶(每级2 db)对数式直流音量控制、分压式平衡控制、线性数字分压式低音、高音音调控制以及超低音、声像扩展和伪立体声控制电路。
max5406采用bicmos工艺,可采用简单的回弹式按钮控制所有功能,且不再需要另外的微处理器进行功能转换;芯片的控制输入端具有防抖动功能,并可根据按钮持续按动时间的长短自动切换调节速率:小于32 ms则判断为抖动而不予响应,小于1 s时仅改变1次,按钮按下并保持大于l s时,以4 hz的速率进行调节,大于4 s则以16 hz的速率进行调节:多个按钮同时按下则判断为误按而不予响应;器件的两套单端或差分立体声输入可相加或混合应用;上电时音量自动设定为-20 db;使用时可选用单2.7~5.5 v或±2.7 v等操作电压;内置的被动式输入rf滤波器可防止高频信号进入扬声器,而噪声抑制功能则消除了开关机和调节过程中的可闻噪音。
max5406具有功能完善、操作界面友好、保真度高、线路简洁等特点,适合在汽车音响、便携式播放器、平板电视以及计算机等音响系统中应用。
1 引脚功能与内部结构
max5406采用48脚tssop和tofn两种封装,两种封装功能相同,仅引脚排序不同。采用tssop48封装的max5406引脚名称与功能见表1所列,芯片所有输入端均被内部50 kω电阻上拉至逻辑电压vlogic。
2 工作原理
2.1 音量控制与平衡控制
通过max5406可实现按钮每按动一次改变2db的对数型分压式音量电平控制。调节时。左右通道将同时升降,因而左右平衡不受影响且可保持音量开始调节时的状态。
max5406采用双分压计来调节左右声道的平衡。按balr一次,右通道提升1 db而左声道衰减1 db,其结果将导致右声道比左声道音量大2db,但总音量在平衡调节过程中保持不变。
2.2 音调控制
为max5406音调调节部分的电路结构,推荐的低音、高音转折点分别为100 hz (低音)和10 khz(高音),用线性分压方式可以对低音和高音进行超过±10 db的幅度调节。其实际响应由外部元件和内部结构共同决定,并可由以下公式确定3db点的频率:
式中,rbpot=116 kω,rt=3.5 kω。低音、高音的转折频率为:
式中,rb为40 kω。给出不同的电容cb和ct就可以设计出不同的转折频率,从而使电路达到所期望的响应数值。
将bassup和bassdn连接在一起可实现低音推动按钮,低音推动可将bassup和bassdn锁定在0 db和最大值之间,从而满足一些简单而不需要单独可变的低音控制功能的设计需要。
2.3 声像扩展(环绕)控制
max5406可以为音效盒、耳机、电脑扬声器系统以及其它一些使用时不能较宽地拉开物理距离的音频产品提供音像扩展控制功能,以使立体声声像信号展宽到超过实际扬声器距离的位置。如在使用耳机时,由于耳朵、大脑和声像扩展电路的共同作用,人们感觉到声音是超越这两个扬声器声源的空间的,其分布发自头脑的某一空间位置,事实上,在耳机内,这种空间实际是不存在的。这是通过在左右声道信号中加入了一些模拟拓展空间感的单声道成分来增大左右声道在听觉上的距离来实现的。这个功能可由max5406内部线路和外部网络共同完成。展宽效果可由amb按钮锁定在展宽(full effect)和正常(normal)之间,展宽效果可由下式确定:
式中,(lin-rin)/4是在lmr端的输出信号,如果fl(s)=fr(s)=2(在lmr与ambli,am-bri间连接乘法器),则有:
实际上,在更高级的应用中,也可以用一个滤波网络来过滤和延迟lmr信号。
2.4 伪立体声的获得
伪立体声通常是用一个单声道信号模拟一个近似的立体声信号.可用下式决定伪立体声的效果:
式中,(lin+rin)/4是在lpr端的输出信号,通
max5406是maxim公司推出的一种音频处理器,该芯片内含双通道32阶(每级2 db)对数式直流音量控制、分压式平衡控制、线性数字分压式低音、高音音调控制以及超低音、声像扩展和伪立体声控制电路。
max5406采用bicmos工艺,可采用简单的回弹式按钮控制所有功能,且不再需要另外的微处理器进行功能转换;芯片的控制输入端具有防抖动功能,并可根据按钮持续按动时间的长短自动切换调节速率:小于32 ms则判断为抖动而不予响应,小于1 s时仅改变1次,按钮按下并保持大于l s时,以4 hz的速率进行调节,大于4 s则以16 hz的速率进行调节:多个按钮同时按下则判断为误按而不予响应;器件的两套单端或差分立体声输入可相加或混合应用;上电时音量自动设定为-20 db;使用时可选用单2.7~5.5 v或±2.7 v等操作电压;内置的被动式输入rf滤波器可防止高频信号进入扬声器,而噪声抑制功能则消除了开关机和调节过程中的可闻噪音。
max5406具有功能完善、操作界面友好、保真度高、线路简洁等特点,适合在汽车音响、便携式播放器、平板电视以及计算机等音响系统中应用。
1 引脚功能与内部结构
max5406采用48脚tssop和tofn两种封装,两种封装功能相同,仅引脚排序不同。采用tssop48封装的max5406引脚名称与功能见表1所列,芯片所有输入端均被内部50 kω电阻上拉至逻辑电压vlogic。
2 工作原理
2.1 音量控制与平衡控制
通过max5406可实现按钮每按动一次改变2db的对数型分压式音量电平控制。调节时。左右通道将同时升降,因而左右平衡不受影响且可保持音量开始调节时的状态。
max5406采用双分压计来调节左右声道的平衡。按balr一次,右通道提升1 db而左声道衰减1 db,其结果将导致右声道比左声道音量大2db,但总音量在平衡调节过程中保持不变。
2.2 音调控制
为max5406音调调节部分的电路结构,推荐的低音、高音转折点分别为100 hz (低音)和10 khz(高音),用线性分压方式可以对低音和高音进行超过±10 db的幅度调节。其实际响应由外部元件和内部结构共同决定,并可由以下公式确定3db点的频率:
式中,rbpot=116 kω,rt=3.5 kω。低音、高音的转折频率为:
式中,rb为40 kω。给出不同的电容cb和ct就可以设计出不同的转折频率,从而使电路达到所期望的响应数值。
将bassup和bassdn连接在一起可实现低音推动按钮,低音推动可将bassup和bassdn锁定在0 db和最大值之间,从而满足一些简单而不需要单独可变的低音控制功能的设计需要。
2.3 声像扩展(环绕)控制
max5406可以为音效盒、耳机、电脑扬声器系统以及其它一些使用时不能较宽地拉开物理距离的音频产品提供音像扩展控制功能,以使立体声声像信号展宽到超过实际扬声器距离的位置。如在使用耳机时,由于耳朵、大脑和声像扩展电路的共同作用,人们感觉到声音是超越这两个扬声器声源的空间的,其分布发自头脑的某一空间位置,事实上,在耳机内,这种空间实际是不存在的。这是通过在左右声道信号中加入了一些模拟拓展空间感的单声道成分来增大左右声道在听觉上的距离来实现的。这个功能可由max5406内部线路和外部网络共同完成。展宽效果可由amb按钮锁定在展宽(full effect)和正常(normal)之间,展宽效果可由下式确定:
式中,(lin-rin)/4是在lmr端的输出信号,如果fl(s)=fr(s)=2(在lmr与ambli,am-bri间连接乘法器),则有:
实际上,在更高级的应用中,也可以用一个滤波网络来过滤和延迟lmr信号。
2.4 伪立体声的获得
伪立体声通常是用一个单声道信号模拟一个近似的立体声信号.可用下式决定伪立体声的效果:
式中,(lin+rin)/4是在lpr端的输出信号,通