D类耳机放大器芯片NJU8721及其应用

1、D类耳机放大器芯片NJU8721及其应用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 -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

2、行音频数据接口、控制电路、 8f 。过采样数字滤波器、 6 阶 32fs - 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 28100kHz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,- 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

3、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 F2SCK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 F1REQ上升脉冲到来之

4、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 DEMPlDEMP0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)MUTEMUTE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

5、)F0 、F1 和 F2F0 、F1、F2 与 FODATA、F1 REQ、F2SCK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-MUTF0MUTF2-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： 336V；驱动电压 V

6、DDLVDDR:VDD525V；电源电流 IDD： 9mA(无载和无信输入时典型值);待机电流 IST: 小于 10 A;输入电压范围： VIN=0 7VDD-VDD；VIL=00.3VDD；效率大于 80；输出 THD小于 01(RL=16，Vo=-6dB);输出功率： P01=48mW+48mW(RL=16,V0=0dB)， P02：80mW+80mW(V0=0dB，RL=8) ；信噪比： SN80dB；通带响应： PR± 1dB(20Hz20kHz)；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 335 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