菜单
应用方案
application scheme
消费电子

音频电路中上电爆音的产生原因与解决方案

日期: 2020-07-01
浏览次数: 88

音频应用中常因DAC 输出音频信号幅度较低,通常会使用运算放大器进行信号放大。但面对系统中只有单电源的情况下因直流偏执引起的爆音问题是音频电子工程师的一大困扰。下面我们使用3PEAK 的TP1562A 一起探讨爆音产生的原因和解决方案。系统上电的爆音很多时候是因为入耦合电容没放完电时就打开了音频通道,以致电容的放电直接被运放放大输出就产生了爆音。

音频电路中上电爆音的产生原因与解决方案

上面图1. 是音频应用中的常规电路,通过主控GPIO 控制MOS 管可以有效控制系统上电的爆音。那么GPIO 口什么时候才释放MOS 管呢,我们来看看电容放电的时间:

Vt=Vu*exp(-T/RC)

即:T=RC(lnVu-lnVt)

Vt:T 时刻的电容电压,Vu:电容放电前的初始值,电容充满电E=Vu。

在如图一,因为运放输入是高阻,所以电容的放电时间常数是:

C2*(R5+R4)=2.2u*105K

如果主控CODEC 供电是3.3V,那么Vu=1.6V,但是电容放电Vt 无限接近0 时(-lnVt)无穷大,所以我们可以假设当Vt=500uV 时,运放输出已经听不到爆音。

将参数值代入上式:

T=(2.2u*105K)*(ln1.6V-ln500uV)=1864mS

也就是说CODEC 上电后,主控的GPIO 口置高控制2N7002的时间必须大于1864mS 才能保证运放输出没有爆音。

MUTE 住1864mS 对于有些系统的应用来说没问题,但也有些系统希望不能延时太长,上电之后很快系统就能正常工作。那么可以对系统中的电容放电时间常数进行调整,可以将R4,R5 等比例减小,以减小C2 放电时间常数RC来达到目的。

另外,改变RC 的时间常数,有可能会影响音频最重要的指标之一:幅频特性。如果在不影响幅频特性前提下,RC的时间常数已经改到了最优,还是无法满足系统上就能快速工作的要求,那么我们可以考虑通过改进电路来解决问题。

音频电路中上电爆音的产生原因与解决方案

图2. 是改进之后的电路,增加了个N 管进行辅助放电。8050 导通,C2 的时间常数:

C2*(R5+3.8K)

T=(2.2u*33.8K)*(ln1.6V-ln500uV)=600mS

增加个N 管,改变了电容C2 的放电路径,改善了放电时间常数,当然在不影响频响的前提下,等比例减小R4,R5,还可以获得更优的时间常数,加快电容放电时间。

可能有些朋友会问C3 的电容2.2uF,前面有个2.5V 的DC 偏执,是否也会因放电问题产生爆音。我们来看C3 后面串1K 电阻然后通过一个MOS 拉地,虽然有个2.5V 的偏执但由于它的放电时间常数很小,只要运放上电时确保MOS 管也同时导通控制爆音就好,上电时C3 的充放电可以完全忽略。


微信公众平台

分享到:
Copyright 02019 - 2024深圳力堃科技有限公司
版权所有@深圳力堃科技有限公司
犀牛云提供企业云服务