關鍵詞： D類耳機 , NJU8721 , 放大器 , 數字音頻

1 概述

立體聲耳機是一種應用非常廣泛的便攜式音頻裝置。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。該芯片以6階Δ-E調制為主要特征，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，然后再利用外部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，因而特別適合于在便攜式音頻裝置中應用。

2 主要功能與特點

NJU8721芯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。過采樣數字濾波器、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采用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采樣速率fs在28~100kHz之間。

內置8fs過采樣數字濾波器，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的過采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，并從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的上升沿被置位并進入控制寄存器。在F1／REQ上升脈沖到來之前，最后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可用于設定衰減數據。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用于控制去加重開／關和采樣頻率，具體控制方法如表3所列。

(3)MUTE

MUTE用于控制靜音操作，當MUTE為0時，靜音操作關閉，為1時開通。芯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用于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:小于10μA;
輸入電壓范圍：VIN=0．7VDD-VDD；VIL=0~0.3VDD；
效率大于80％；

輸出THD小于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≤±1dB(20Hz~20kHz)；
工作溫度范圍：-40~+85C。

4 典型應用

NJU8721的典型應用電路如圖3所示。其中3．3V電源電壓加至IC的20腳，開關電壓調節器輸出的3．3~5．25V的穩定電壓分別加到IC的5腳和6腳，從而為輸出驅動器電路提供DC偏置。數字音頻數據從12腳-15腳輸入后，即可通過IC的1腳、9腳、10腳和16-19腳輸入模式控制信號。在IC的4腳和7腳上的PWM信號分別經LC濾波器轉換后可產生模擬音頻信號以驅動兩個聲道上的16Ω耳機。