一種低成本差動音頻信號傳輸方案
發布時間:2021-06-03 責任編輯:wenwei
【導讀】集成了主機和屏幕的車載顯示麵板大多數放置在主控台的中央(圖1),顯(xian)示(shi)麵(mian)板(ban)的(de)位(wei)置(zhi)較(jiao)低(di)會(hui)對(dui)駕(jia)駛(shi)員(yuan)查(zha)看(kan)信(xin)息(xi)或(huo)者(zhe)導(dao)航(hang)地(di)圖(tu)造(zao)成(cheng)不(bu)便(bian),進(jin)而(er)對(dui)行(xing)車(che)安(an)全(quan)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。以(yi)後(hou)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)車(che)載(zai)顯(xian)示(shi)麵(mian)板(ban)會(hui)放(fang)置(zhi)在(zai)主(zhu)控(kong)台(tai)上(shang)方(fang),甚(shen)至(zhi)略(lve)高(gao)於(yu)主(zhu)控(kong)台(tai)(圖2)。
zhenduishangshuqingkuang,youxieyingyonghuijiangyinpinfangdaqihezhujifenli,bingqiejiangyinpinfangdaqifangzhizaijiaodideweizhi,xianyoudedichengbenyinpinfangdaqicaiyongmonixinhaoshuru,yincizhujishuchudemoniyinpinxinhaoxuyaojingguoyiduanjiaochangjulidechuanshucainengdaodayinpinfangdaqi。

圖1車載顯示麵板位置較低情況 圖2 車載顯示麵板位置較高情況
針對車載顯示麵板遠離音頻放大器的應用,我們設計了一種低成本的差動音頻信號傳輸方案,如下圖3所示。Tuner/DSP輸出四路模擬音頻信號,音頻信號經過兩片OPA1679後轉換成四對差分信號,經過雙絞線的差分傳輸後進入TPA6404,最終通過揚聲器實現音頻放大。

圖3 差動音頻信號傳輸方案
一方麵,上述方案利用OPA1679將音頻模擬信號轉換為差分信號進行傳輸,增強了音頻信號傳輸過程中的抗幹擾能力,而且,四通道OPA1679能夠實現更低的成本。另一方麵,因為TPA6404是差分模擬信號輸入,相比單端輸入的音頻放大器不需要差分轉單端器件,因此具有成本優勢。
使用OPA1678實現的單端轉差分信號的具體電路如下圖4所示,OPA1678和OPA1679的區別僅僅在於集成的運放數量不同,OPA1678集成了兩個音頻運算放大器,而OPA1679集成了四個音頻運算放大器。OPA1679的共模電壓VCM的範圍是(Vss+0.5V)~(Vdd-2V),本設計使用5V單電源供電,因此其輸入電壓範圍是0.5V~3V,為了最大化輸入電壓範圍,共模電壓設置為1.75V,R2和R3能夠為U1和U2運放提供共模電壓偏置,偏置電壓計算如下:

本設計中VDD等於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的輸出電壓範圍是0.8V~4.2V,需要保證經放大後的輸出電壓信號在此範圍內。

圖 4 使用OPA1678實現的單端轉差分信號電路
通過令R7開路, R8等於0Ω,並且R4=R5=47KΩ,電路的放大倍數被設置為1,Vout+ =Vin,Vout- =(-Vin)。實際的電路仿真結果如下圖5所示,輸入信號Vin=2Vpp。圖中,Vout+為正相輸出信號,Vout-為反相輸出信號,從圖中可以看出,上述方案能夠實現既定的單端轉差分信號功能,並且單端輸出信號幅度能夠達到2Vpp。

圖 5 放大倍數為1時,單端轉差分電路測試結果
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