D类数字耳机放大器NJU8721单片IC的功能特点和典型应用分析
1、 概述
立体声耳机是一种应用非常广泛的便携式音频装置。新日本无线电（njr或jrc）公司推出的nju8721单片ic是一种50mw+50mw的立体声d类数字耳机放大器。该芯片以6阶δ-e调制为主要特征，且内含数字衰减器、静音和去加重电路。nju8721的功能是将数字源输人信号转换成pwm信号输出，然后再利用外部lc滤波器将pwm信号转换为模拟信号，从而使耳机发出声响。它是开关型（d类）放大器，最大优点是效率高，因而特别适合于在便携式音频装置中应用。
2、 主要功能与特点
nju8721芯片内含上电复位电路、同步电路、串行音频数据接口、控制电路、8f。过采样数字滤波器、6阶32fsδ-∑与pwm电路以及左／右声道输出级等电路，图1所示是其内部结构框图。
nju8721采用cmos20脚ssop封装。其主要功能特点如下：
从mck端输入的256fs时钟可用作系统时钟，音频dac采样速率fs在28~100khz之间。
内置8fs过采样数字滤波器，对音频数据通过串行功能控制可实现衰减和去加重。
内部32fs 6th， δ-∑与pwm可将8fs的过采样数字滤波器音频数据转换成32fs的1位pwm数据。
通过脚mode（9脚）可选择控制模式，具体方法如表1所列。
串行数字音频数据接口格式可在i2s、对齐的（justified）最高位（msb）或最低位（lsb）中选择，数据长度为16位或18位。串行音频数据将在位时钟（bck）信号的上升沿产生，并从ic的din端（15脚）输入到内部移位寄存器。到达移位寄存器的数据将在左／右通道输入时钟（lrck）的上升沿或下降沿被传送。串行音频数据时钟（bck）、左／右通道输入时钟（lrck）与主时钟（mck）同步。
当控制模式选择在串行控制时，可用控制寄存器设定各种模式。控制数据将从f2／sck的上升沿引入，同时在fl／req的上升沿被置位并进入控制寄存器。在f1／req上升脉冲到来之前，最后8位数据有效。图2为控制寄存器的时序图。
表2所列是nju8721的串行数据格式。现对其中的具体含义介绍如下：
（1）atyn6-attno
当b7为“0”时，b0-b6可用于设定衰减数据。衰减值（atf）为：
att=data-121
式中：data为衰减点的衰减值，式中的单位为db，该衰减器共设107阶（步）。
（2）demp0和dempl
demp0和dempl用于控制去加重开／关和采样频率，具体控制方法如表3所列。
（3）mute
mute用于控制静音操作，当mute为0时，静音操作关闭，为1时开通。芯片默认状态为静音关闭。
（4）f0、f1和f2
f0、f1、f2与fo／data、f1／req、f2／sck脚的控制方法相同，其主要作用是选择数字音频接口格式，具体操作如表4所列。
（5）list
当复位端list为“厂时，复位接通，当rst为”0“时，复位截止。
（6）trst
当trst为”厂时，数据总线接通；当trst为“0”时，数据总线设置关闭。
（7）muty2-mutf0
mutf2-murlt0用于设定衰减器过渡时间。具体的设定方法如表5所列。
3、 主要参数
nju8721的主要参数据指标如下：
电源电压vdd：3~3．6v；
驱动电压vddl／vddr:vdd~5．25v；
电源电流idd：9ma（无载和无信输入时典型值）;
待机电流ist：小于10μa;
输入电压范围：vin=0．7vdd-vdd；vil=0~0.3vdd；
效率大于80％；
输出thd小于0．1％（rl=16ω，vo=-6db）;
输出功率：p01=48mw+48mw（rl=16ω，v0=0db），p02：80mw+80mw（v0=0db，rl=8ω）；
信噪比：s／n≥80db；
通带响应：pr≤±1db（20hz~20khz）；
工作温度范围：-40~+85c。
4 、典型应用
nju8721的典型应用电路如图3所示。其中3．3v电源电压加至ic的20脚，开关电压调节器输出的3．3~5．25v的稳定电压分别加到ic的5脚和6脚，从而为输出驱动器电路提供dc偏置。数字音频数据从12脚-15脚输入后，即可通过ic的1脚、9脚、10脚和16-19脚输入模式控制信号。在ic的4脚和7脚上的pwm信号分别经lc滤波器转换后可产生模拟音频信号以驱动两个声道上的16ω耳机。
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