Jste zde

Příručka vývojáře moderních audiosystémů – 2. díl

Jan Robenek, 13. Leden 2010 - 7:16

V prosinci 2009 u Maximů vydali již dvanáctou edici příručky s názvem Audio Design Guide s podtitulem „Listen louder ... listen longer“. Pro čtenáře hw.cz nyní přinášíme její českou verzi.

1. díl příručky vývojáře moderních audiosystémů, na který bezprostředně navazujeme, je k dispozici zde.

Ticho k nezaplacení

Aktivní potlačení hluku – jednoduché řešení pro stereofonní sluchátka i náhlavní soupravy zajistí vynikající výsledky

(Viz také příbuzné články v režii National Semiconductor

publikované na hw.cz)

Jednoduchý vývoj koncového zařízení

Typická řešení pro aktivní potlačení okolních ruchů (Active Noise Cancellation, ANC) obvykle vyžadují spoustu diskrétních součástek, rozesetých po nemalé ploše desky plošného spoje, přičemž dosahované výsledky zpravidla nepatří k těm, kterými se budeme chtít pochlubit. Maxim proto vyvinul jednočipové řešení, které krok za krokem doprovází příslušnou procedurou, vedoucí od prototypu až po koncovou sériovou výrobu.

Vynikající parametry v širším kmitočtovém rozsahu

Dosažení vytoužené úrovně potlačení rušivých akustických projevů na daných kmitočtech může výrazně zkomplikovat široká plejáda použitých mikrofonů nebo sluchátek, vykazující nejrůznější odchylky. V Maximu to ví a proto svá ANC řešení (Active Noise Cancellation) na vstupní straně vybavují flexibilním předzesilovačem, následovaným blokem pro zpracování signálu. Návrhář přitom může ovládat oba tyto prvky. Výsledkem pak je lepší potlačení rušení v rámci širšího kmitočtového rozsahu.

Frekvenční závislost míry potlačení nežádoucích ruchů okolí

Ztište sykot

ANC řešení pro sluchátka trpí širokopásmovým šumovým pozadím, přítomným v daném systémovém návrhu. Zejména v tichém prostředí pak posluchač slyší nežádoucí, pronikavé syčení. V Maximu proto nabízí verzi s ultra – nízkým vstupním šumem, která ve výsledném signálu zcela vylučuje právě popisované, nežádoucí kmitočtové složky. Vynikající audio vlastnosti použitého sluchátkového zesilovače pak už jen umocní mnohem líbivější uživatelské dojmy.

Výstupní kmitočtové spektrum

Neotřelý sluchátkový zesilovač s ANC

MAX9895A

Až 99procentní potlačení ruchů okolí
Ultra – nízkošumový sluchátkový zesilovač
Ultra – nízkošumové mikrofonní předzesilovače
Stereofonní, bezkapacitní zesilovače pro sluchátka s velmi nízkým THD+N (0.002 %)
Mikrofonní signálová trasa s možností přenosu hovoru
Rozměry 5 mm x 5 mm, 40pinové pouzdro TQFN
Rozměry 2.5 mm x 2.5 mm, 36vývodové pouzdro WLP

Popis MAX9895A na stránkách výrobce

Rodina nejnovějších zesilovačů třídy D od Maximu

Prodloužení životaschopnosti baterie na jedno nabití při současném snížení EMI, nežádoucích produktů při omezování (Clipping), šumu (Noise), praskání (Clicks) / lupanců (Pops) a jiných neřestí

Minimální odběr z napájecího zdroje

Obvody MAX98300 a MAX98302 reprezentují výrazný posun v otázce energetické náročnosti zesilovačů třídy D. Koncovým uživatelům totiž nabízí proudový odběr o velikosti jen 600 μA a výrazně tak přispívají k prodloužení životaschopnosti nejrůznějších přenosných aplikací. A nejen to, nízká spotřeba rozhodně nebyla vykoupena zhoršením dosahovaných parametrů, třeba v otázce potlačení EMI, chování během limitace, šumu nebo úrovní různých doprovodných pazvuků. Právě naopak, to vše je nyní ještě lepší!

„Bezkonkurenční“ odběr ve vztahu k velikosti napájecího napětí

Přebuzení? Žádný problém – my „řežeme“ čistě!

V malých spotřebních zařízeních bývají obvykle oba reproduktory i jejich zesilovače pro dosažení maximální možné hladiny akustického tlaku (Sound Pressure Level, SPL) buzeny poněkud drsnějším způsobem. Častým průvodním jevem pak bývá, jak jinak, intenzivní omezování zesilovacího stupně. Spousta zesilovačů, zejména těch ve třídě D, poté užitečný signál obohacuje přídavným, vysokofrekvenčním zkreslením, které lidskému uchu „lahodí“ daleko méně než čistě provedené omezení. Obvody MAX98300 / MAX98302 proto v pečlivém Maximu navrhli tak, aby se po limitaci zotavovaly bez nežádoucích příkras.

Limitace máme "zmáknuté"...

Malé Vos, malé rušivé projevy

Intenzita nejrůznějších akustických „lupanců“ vyplouvá na povrch zejména v případě nedotaženého návrhu, který ještě umocníme častým zapínáním a vypínáním. Uslyší – li posluchač pokaždé nějaké to lupnutí, může jej to rozčílit k nepříčetnosti. Integrovaný obvod MAX98300 proto pracuje s velmi nízkým napěťovým offsetem, přičemž si pro zajištění nejlepších výsledků pečlivě hlídá i další možné zdroje rušivých přechodových jevů.

Při shutdownu na výstupu hovoříme o cca 1 mV úrovni

Tak malé EMI, že to snad ani nemůže být třída D!

Patentované techniky pro potlačení EMI, umocněné pečlivým návrhem obvodu, katapultují zesilovací stupně MAX98300 / MAX98302 na pozice s nejnižšími emisemi. Jako vývojáři tak jednoduše dodržíme limity pro EMI, stanovené FCC a CE a navíc ještě zabráníme nechtěným interferencím s dalšími citlivými strukturami. A ještě něco! Výrazně ušetříme i na rozměrech plošného spoje. Jinými slovy, bez vnější filtrace máme k dispozici až 24 palců dlouhý, nestíněný kabel pro reproduktor, přičemž stále nepřekračujeme definované standardy.