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[芯片] 数字音频功放芯片型号与应用介绍

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发表于 2022-1-13 | |阅读模式

数字音频功放芯片型号与应用介绍

随着数字技术的发展,音频功放领域中越来越多的是针对数字音源进行放大,如CD、DVD等,因此,D类放大器所面临的挑战就是直接将数字信号转换为PWM信号,人们日常生活听到的各种声音信号是典型的连续信号,它不仅在时间上连续,而且在幅度上也连续,我们称之为模拟音频,在数字音频技术未起步之前,我们通常只能用磁带或胶木来存储,随着技术的发展,声音信号逐渐过渡到数字化时代,可以用计算机等设备存储起来。

由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。所以,对人耳听觉特性的研究目前仅限于在心理声学和语言声学。人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域。在人耳的声域范围内,声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音,故又称为声音“三要素”;而在多种音源场合,人耳掩蔽效应等特性更重要,它是心理声学的基础。下面简单介绍一下以上问题。

1、人耳对声音高低的感觉称为音调(也叫音频)。音调主要与声波的频率有关。声波的频率高,则音调也高。

2、音色是人们区别具有同样响度、同样音调的两个声音之所以不同的特性,实际上人们在自然界中听到的绝大部分声音都具有非常复杂的波形,这些波形由基波和多种谐波构成。但由于谐波的多少不同,并且各谐波的幅度各异,因而产生了不同的音色。

3、响度,又称声强或音量,它表示的是声音能量的强弱程度,主要取决于声波振幅的大小。声音的响度一般用声压(达因/平方厘米)或声强(瓦特/平方厘米)来计量,声压的单位为帕(Pa),它与基准声压比值的对数值称为声压级,单位是分贝(dB)。正常人听觉的强度范围为0dB—140dB(也有人认为是-5dB—130dB)。

功率放大器简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

工作原理:利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流在放大区中恒为基极电流的β倍,β是三极管的电流放大系数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大,就完成了功率放大。功放通常按照其功率开关管的工作方式分为A类、B类AB类三种,其主要特点是保真度高,但效率低。

D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。具有很高的效率,通常能够达到85%以上,数字功放是一种具有失真小、噪音低、动态范围大等特点的音频功率放大器,在音质的冷暖度、解析力,背景的宁静、低频的震撼力度方面相比传统功放有较大突破。

由工采网代理的韩国NF系列:NTP8928是一个单芯片全数字音频包括立体声功率级的放大器放大器系统。具有多功能数字音频信号处理功能功能齐全,高性能,高保真度十足数字PWM调制器和两个大功率全桥MOSFET功率级。接收数字串行音频数据采样频率为32kHz,44.1kHz, 48kHz和96kHz。它提供2 x 20不带散热器的立体声模式。并有一个混频器和双四分量滤波器可以用来实现本质音频信号处理等功能音量控制,补偿音量扬声器响应和参数化均衡。NTP8928的所有功能都可以通过I2C由内部寄存器值控制主机接口总线。

数字功放芯片-NTP8928的特性:

工作电源电压范围:5V -28V;32个可编程双四分量滤波器,I2S输出,2通道立体声(20W x 2 BTL)3波段动态范围控制,DRC控制,音量控制。

NTP8928具有过流保护、超过温度保护、低压保护的功能,先进的参量均衡器,智能低音增强;低通滤波器,高通滤波器,直流切断。智能PWM开关打开/关闭。

方框图:

05105501953448.png

数字功放芯片-NTP8928的应用:

OLED/UHD/FUD电视或监控电视,多媒体室音箱。
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