MAX9760的耳机感测输入可检测耳机插孔的存在,它既可使放大器连接为扬声器模式,同时也可使放大器自动连接为耳机模式。其放大器增益可在外部设定。2∶1的输入多路转接器允许选择多重音频源。另外多路转换器通过外部均衡器网络的选择,还可用作对扬声器频率响应限制的补偿。MAX9760的各种功能均可通过串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)组成的、与I2C/SMBus兼容的2线串行接口来进行控制。
MAX9760与同系列器件MAX9761/2/3一样,采用28脚QFN封装或28脚TSSOP-EP封装,它们的引脚排列如图1所示。
MAX9760的应用领域主要是笔记本PCs、小型平板PCs、便携式DVD播放机、PC音频外围设备(和Camcorders)等。
图2 MAX9760芯片电路组成
2 内部结构及引脚功能
MAX9760内有立体声扬声器功率放大器和立体声单端连接(SE)头载耳机放大器、2∶1输入多路转换器、耳机传感器和咔嗒声与喀呖声抑制电路。图2是MAX9760的内部结构,表1列出了MAX9760的引脚功能。
表1 MAX9760的引脚功能
引 脚 |
功 能 |
QFN封装 |
TSSOP封装 |
名称 |
1 |
26 |
SDA |
双向串行数据I/O |
2 |
27 |
INT |
μC中断输出 |
3 |
28 |
VDD |
电源 |
4 |
1 |
SVDD |
待机电源。该脚连接到待机电源,或通过一只肖特基二极管和一只220F电容连接到地;或若不需要无咔嗒声操作,则该将脚短路到VDD |
5 |
2 |
INL1 |
左通道输入1 |
6 |
3 |
INL2 |
左通道输2入 |
7 |
4 |
GAINLA |
左通道增益设置A |
8 |
5 |
GAINLB |
左通道增益设置B |
9、13、23、27 |
6、10、20、24 |
PGND |
电源地 |
10 |
7 |
OUTL+ |
左通道桥式放大器天输出,同时也用作左通道耳机放大器输出 |
11、25 |
8、22 |
PVDD |
输出放大顺电源 |
12 |
9 |
OUTL- |
左通道桥式放大器负输出 |
14 |
11 |
SHDN |
有源低电平关闭,正常操作时该脚连接到VDD |
15 |
12 |
ADD |
地址选择。为逻辑1时,设置地址LSB为1;为逻辑0时,设置LSB为0 |
16 |
13 |
HPS |
耳机传感输入。逻辑高电平可使IC作为SE耳机放大器使用;一个逻辑低电平可使IC用作BTL扬声器放大顺 |
17 |
14 |
BIAS |
DC偏置旁路,该脚应连接一电容到地 |
18 |
15 |
GND |
地 |
19 |
16 |
INR1 |
右通道输入1 |
20 |
17 |
INR2 |
右通道输入2 |
21 |
18 |
GAINRB |
右通道增益设置A |
22 |
19 |
GAINRB |
右通道增益设置B |
24 |
21 |
OUTR+ |
右通道桥式放大器正输出,同时也用作右通道耳机放大器输出 |
26 |
23 |
OUTR- |
右通道桥式放大器负输出 |
28 |
25 |
SCL |
串行时钟线 |
3 工作原理
3.1 输入多路转换器
MAX9760内部的2∶1输入多路转换器允许输入在两个立体声源之间进行选择。两个多路转换器则由控制寄存器中的位1控制。其中一个逻辑低电平选择输入IN_1,另一个逻辑高电平选择输入IN_2。当从音频源到IC的IN_1和IN_2脚连接两只差分输入电阻时,增益将从2增加到4。此外,输入多路转换器也允许扬声器均衡网络转换进入到扬声器信号通路。
3.2 耳机传感使能与耳机传感输入
MAX9760的HPS脚可通过HPSD位使能。同时,通过HPSD可使器件在自动检测模式或固定模式下操作。HPS设置如表2所列。
表2 HPS设置
输 入 |
模式 |
增 益 路 径 |
HSPD |
HPS |
扬声器/耳机(SPKR/HP) |
0 |
0 |
× |
BTL |
选择GAIN A通路 |
0 |
1 |
× |
SE |
选择GAIN B通路 |
1 |
× |
0 |
BTL |
增益通路由寄存器(02h)GAINAB控制位选择 |
1 |
× |
1 |
SE |
增益通路由寄存器(02h)控制位选择 |
在HPS脚上加一个低于0.7VDD的电压可使器件工作在扬声器模式。而当HPS脚电压高于0.9VDD时,器件将进入耳机模式,同时将使扬声器放大器静音。为了实现自动耳机检测,可将HPS脚连接到三线耳机插座的控制脚,如图3所示。这样,在无耳机出现时,便可由R1和R2电阻分压器产生一个低于0.7VDD的电压施加到IC的HPS脚,以将IC设置为扬声器模式,同时,可使增益设置被预置至GAINA。当耳机插头插入到耳孔中时,控制脚将从触点断开,HPS脚通过R1连接到VDD,以将IC设定在耳机模式,此时增益设置被预置于GAINB。当IC在扬声器模式时,电阻R3用于阻止音频信号耦合至HPS脚。
4 数字接口操作
MAX9760的SDA和SCL与I2C/SMBus兼容。通过SDA和SCL可使MAX9760与时钟速率为400kHz的主机(一个典型微控制器)进行双向通信。此时MAX9760仅是一个发射/接收从器件,它依赖主机产生时钟信号。通常由主机启动数据和时钟在总线上的传送,并由主机通过发射适当的地址(跟随一个命令或数据字)给MAX9760。每个发射顺序由一个开始条件和一个停止条件组成。字长为8位,并总是跟随在一个应答时钟脉冲之后。
4.1 开始和停止条件
主机通过发出一个开始条件来启动通信。开始条件出现在SCL为高电平时SDA的下降沿,而停止条件则在SCL为高电平时,由SDA的上升沿来确定。具体见图4所示。
4.2 确认(ACK)位
第九位ACK通常附加到任意8位数据字上。MAX9760在接收每个地址或数据时,都将产生一个ACK位。
4.3 从地址
总线主机通过发送一个开始条件和7位从地址如图5和主机进行通信。空闲时,IC会等待后面的从地址的一个开始条件。地址字的最低有效位LSB是读/写R/ W位,R/ W为0时,选择写;R/ W为1时,选择读。当接收到合适地址后,MAX9760将发送一个ACK位。MAX9760在出厂前已有一个工厂/用户的已编程地址。图5为从地址命令格式。用户可通过ADD脚重新设置地址位A6~A0中的A0和A1。也就是说,将ADD分别连接VDD、GND、SCL或SDA脚时,可分别重新确定从地址的最后两位A0和A1,具体如表3所列。
表3 I2C从地址
ADD连接 |
I2C地址 |
GND |
1001000 |
VDD |
1001001 |
SDA |
1001010 |
SCL |
1001011 |
4.4 写数据格式
MAX9760配置有静音(MUTE)寄存器、关闭(SHDN)寄存器和控制寄存器三个寄存器。其中静音寄存器是一个设置静音状态的读/写寄存器。该寄存器的位3(MUTEL)和位4(MUTER)分别用于控制左、右通道。而关闭寄存器是控制器件加电状态的读/写寄存器。其位0为逻辑高电平时,关闭IC,而在位2~7中,一个逻辑高电平将复位所有寄存器到缺省设置。第三是控制寄存器,这是决定器件配置的一个读/写寄存器,主要用于对IC进行配置。
4.5 读数据格式
在读模式(R/ W=1)状态时,MAX9760会把选择寄存器的内容写到总线上,此时数据将反方向流到后面的地址并确认,主机将对包括读唯一状态寄存器在内的全部寄存器内部进行读操作。
4.6 中断输出
MAX9760的中断输出(INT)通常在HPS状态变化时被触发。在正常操作期间,从插座插入或移开时,系统都将通过HPS检测以使INT置为高电平。
5 应用电路
MAX9760的典型应用电路如图6所示。图中MAX9760为立体声BTL扬声器放大器和SE头载耳机放大器。MAX9760的数字接口连接于微控制器,并由微控制器启动总线数据传输。MAX9760的左/右通道输入信号来自编解码器,在INL2和INR2信号输入通路设置有高通滤波器(HPF)。每个通道有两个增益(A和B)可供选择:在扬声器模式选择增益A(增益B不履行);在耳机模式选择增益B(增益A缺省)。输入电阻RIN可用于决定输入放大器的增益(AVIN=-10kΩ/RIN),放大器输出脚(OUTL+和OUTR+)与增益设置点(GAINL A/B与GAINR A/B)之间的反馈电阻RF用于设定输出放大器的增益(AVOUT=-RF/10kΩ)。其总增益由RF和RIN决定:
AV=AVIN×AVOUT=RF/RIN
在耳机模式下,高频端有效反馈电阻REFF=RF1× RF2/(RF1+RF2)时,CF可视为短路。而对于RF1和RF2、CF组成的低音提升电路,其低频端CF可视为开路(此时REFF=RF1)。