一種低成本差動(dòng)音頻信號(hào)傳輸方案
發(fā)布時(shí)間:2021-06-03 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】集成了主機(jī)和屏幕的車載顯示面板大多數(shù)放置在主控臺(tái)的中央(圖1),顯示面板的位置較低會(huì)對(duì)駕駛員查看信息或者導(dǎo)航地圖造成不便,進(jìn)而對(duì)行車安全造成影響。以后越來越多的車載顯示面板會(huì)放置在主控臺(tái)上方,甚至略高于主控臺(tái)(圖2)。
針對(duì)上述情況,有些應(yīng)用會(huì)將音頻放大器和主機(jī)分離,并且將音頻放大器放置在較低的位置,現(xiàn)有的低成本音頻放大器采用模擬信號(hào)輸入,因此主機(jī)輸出的模擬音頻信號(hào)需要經(jīng)過一段較長(zhǎng)距離的傳輸才能到達(dá)音頻放大器。
圖1車載顯示面板位置較低情況 圖2 車載顯示面板位置較高情況
針對(duì)車載顯示面板遠(yuǎn)離音頻放大器的應(yīng)用,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種低成本的差動(dòng)音頻信號(hào)傳輸方案,如下圖3所示。Tuner/DSP輸出四路模擬音頻信號(hào),音頻信號(hào)經(jīng)過兩片OPA1679后轉(zhuǎn)換成四對(duì)差分信號(hào),經(jīng)過雙絞線的差分傳輸后進(jìn)入TPA6404,最終通過揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)音頻放大。
圖3 差動(dòng)音頻信號(hào)傳輸方案
一方面,上述方案利用OPA1679將音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)進(jìn)行傳輸,增強(qiáng)了音頻信號(hào)傳輸過程中的抗干擾能力,而且,四通道OPA1679能夠?qū)崿F(xiàn)更低的成本。另一方面,因?yàn)門PA6404是差分模擬信號(hào)輸入,相比單端輸入的音頻放大器不需要差分轉(zhuǎn)單端器件,因此具有成本優(yōu)勢(shì)。
使用OPA1678實(shí)現(xiàn)的單端轉(zhuǎn)差分信號(hào)的具體電路如下圖4所示,OPA1678和OPA1679的區(qū)別僅僅在于集成的運(yùn)放數(shù)量不同,OPA1678集成了兩個(gè)音頻運(yùn)算放大器,而OPA1679集成了四個(gè)音頻運(yùn)算放大器。OPA1679的共模電壓VCM的范圍是(Vss+0.5V)~(Vdd-2V),本設(shè)計(jì)使用5V單電源供電,因此其輸入電壓范圍是0.5V~3V,為了最大化輸入電壓范圍,共模電壓設(shè)置為1.75V,R2和R3能夠?yàn)閁1和U2運(yùn)放提供共模電壓偏置,偏置電壓計(jì)算如下:
本設(shè)計(jì)中VDD等于5V電源電壓。U1和外圍電路形成了同向放大電路,正向輸出電壓為
U2和外圍電路形成了反向放大電路,反向輸出電壓為
OPA1679的輸出電壓范圍是0.8V~4.2V,需要保證經(jīng)放大后的輸出電壓信號(hào)在此范圍內(nèi)。
圖 4 使用OPA1678實(shí)現(xiàn)的單端轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路
通過令R7開路, R8等于0?,并且R4=R5=47K?,電路的放大倍數(shù)被設(shè)置為1,Vout+ =Vin,Vout- =(-Vin)。實(shí)際的電路仿真結(jié)果如下圖5所示,輸入信號(hào)Vin=2Vpp。圖中,Vout+為正相輸出信號(hào),Vout-為反相輸出信號(hào),從圖中可以看出,上述方案能夠?qū)崿F(xiàn)既定的單端轉(zhuǎn)差分信號(hào)功能,并且單端輸出信號(hào)幅度能夠達(dá)到2Vpp。
圖 5 放大倍數(shù)為1時(shí),單端轉(zhuǎn)差分電路測(cè)試結(jié)果
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