引言

MAX5406是Maxim公司推出的一種音頻處理器，該芯片內(nèi)含雙通道32階（每級(jí)2 dB）對(duì)數(shù)式直流音量控制、分壓式平衡控制、線性數(shù)字分壓式低音、高音音調(diào)控制以及超低音、聲像擴(kuò)展和偽立體聲控制電路。

MAX5406采用BiCMOS工藝，可采用簡(jiǎn)單的回彈式按鈕控制所有功能，且不再需要另外的微處理器進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換；芯片的控制輸入端具有防抖動(dòng)功能，并可根據(jù)按鈕持續(xù)按動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短自動(dòng)切換調(diào)節(jié)速率：小于32 ms則判斷為抖動(dòng)而不予響應(yīng)，小于1 s時(shí)僅改變1次，按鈕按下并保持大于l s時(shí)，以4 Hz的速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，大于4 s則以16 Hz的速率進(jìn)行調(diào)節(jié)：多個(gè)按鈕同時(shí)按下則判斷為誤按而不予響應(yīng)；器件的兩套單端或差分立體聲輸入可相加或混合應(yīng)用；上電時(shí)音量自動(dòng)設(shè)定為-20 dB；使用時(shí)可選用單2.7～5.5 V或±2.7 V等操作電壓；內(nèi)置的被動(dòng)式輸入RF濾波器可防止高頻信號(hào)進(jìn)入揚(yáng)聲器，而噪聲抑制功能則消除了開關(guān)機(jī)和調(diào)節(jié)過程中的可聞噪音。

MAX5406具有功能完善、操作界面友好、保真度高、線路簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)，適合在汽車音響、便攜式播放器、平板電視以及計(jì)算機(jī)等音響系統(tǒng)中應(yīng)用。

1 引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

MAX5406采用48腳TSSOP和TOFN兩種封裝，兩種封裝功能相同，僅引腳排序不同。采用TSSOP48封裝的MAX5406引腳名稱與功能見表1所列，芯片所有輸入端均被內(nèi)部50 kΩ電阻上拉至邏輯電壓VLOGIC。

2、工作原理

2.1 音量控制與平衡控制

通過MAX5406可實(shí)現(xiàn)按鈕每按動(dòng)一次改變2dB的對(duì)數(shù)型分壓式音量電平控制。調(diào)節(jié)時(shí)。左右通道將同時(shí)升降，因而左右平衡不受影響且可保持音量開始調(diào)節(jié)時(shí)的狀態(tài)。

MAX5406采用雙分壓計(jì)來調(diào)節(jié)左右聲道的平衡。按BALR一次，右通道提升1 dB而左聲道衰減1 dB，其結(jié)果將導(dǎo)致右聲道比左聲道音量大2dB，但總音量在平衡調(diào)節(jié)過程中保持不變。

2.2 音調(diào)控制

為MAX5406音調(diào)調(diào)節(jié)部分的電路結(jié)構(gòu)，推薦的低音、高音轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別為100 Hz （低音）和10 kHz（高音），用線性分壓方式可以對(duì)低音和高音進(jìn)行超過±10 dB的幅度調(diào)節(jié)。其實(shí)際響應(yīng)由外部元件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同決定，并可由以下公式確定3dB點(diǎn)的頻率：

式中，RBPOT=116 kΩ，RT=3.5 kΩ。低音、高音的轉(zhuǎn)折頻率為：

式中，RB為40 kΩ。給出不同的電容CB和CT就可以設(shè)計(jì)出不同的轉(zhuǎn)折頻率，從而使電路達(dá)到所期望的響應(yīng)數(shù)值。

將BASSUP和BASSDN連接在一起可實(shí)現(xiàn)低音推動(dòng)按鈕，低音推動(dòng)可將BASSUP和BASSDN鎖定在0 dB和最大值之間，從而滿足一些簡(jiǎn)單而不需要單獨(dú)可變的低音控制功能的設(shè)計(jì)需要。

2.3 聲像擴(kuò)展（環(huán)繞）控制

MAX5406可以為音效盒、耳機(jī)、電腦揚(yáng)聲器系統(tǒng)以及其它一些使用時(shí)不能較寬地拉開物理距離的音頻產(chǎn)品提供音像擴(kuò)展控制功能，以使立體聲聲像信號(hào)展寬到超過實(shí)際揚(yáng)聲器距離的位置。如在使用耳機(jī)時(shí)，由于耳朵、大腦和聲像擴(kuò)展電路的共同作用，人們感覺到聲音是超越這兩個(gè)揚(yáng)聲器聲源的空間的，其分布發(fā)自頭腦的某一空間位置，事實(shí)上，在耳機(jī)內(nèi)，這種空間實(shí)際是不存在的。這是通過在左右聲道信號(hào)中加入了一些模擬拓展空間感的單聲道成分來增大左右聲道在聽覺上的距離來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)功能可由MAX5406內(nèi)部線路和外部網(wǎng)絡(luò)共同完成。展寬效果可由AMB按鈕鎖定在展寬（full effect）和正常（normal）之間，展寬效果可由下式確定：

式中，（LIN-RIN）／4是在LMR端的輸出信號(hào)，如果FL（S）=FR（S）=2（在LMR與AMBLI，AM-BRI間連接乘法器），則有：

實(shí)際上，在更高級(jí)的應(yīng)用中，也可以用一個(gè)濾波網(wǎng)絡(luò)來過濾和延遲LMR信號(hào)。

2.4 偽立體聲的獲得

偽立體聲通常是用一個(gè)單聲道信號(hào)模擬一個(gè)近似的立體聲信號(hào)．可用下式?jīng)Q定偽立體聲的效果：

式中，（LIN+RIN）／4是在LPR端的輸出信號(hào)，通過在LPR與AMBLI、AMBRI間連接一個(gè)偽立體聲網(wǎng)絡(luò)可以在輸出端獲得偽立體聲信號(hào)。

2.5 上電復(fù)位

當(dāng)MAX5406的VLOGIC跌落到2.2 V以下并且又返回到2.7 V以上時(shí)，MAX5406就進(jìn)行上電復(fù)位，此時(shí)音量置靜音（-90 dB），如果沒有檢測(cè)到歸零信號(hào)，電路將在經(jīng)過0.7 s后以每步2 dB步進(jìn)到-20 dB，而其它控制保持在0 dB位置。

2.6 關(guān)斷（SHDN）與靜音（MUTE）

在關(guān)斷模式，MAX5406將記憶每一控制設(shè)置的位置并將輸出設(shè)置在衰減的最大位置，當(dāng)從關(guān)斷模式返回時(shí)，所有設(shè)置均恢復(fù)原值。關(guān)斷期間，器件不接受其它任何按鈕的輸入。

MAX5406有一個(gè)相對(duì)于滿幅度衰減90dB的靜音功能。靜音時(shí)，所有設(shè)置均鎖定在分壓計(jì)的最低位置，再一次按下MUTE鍵時(shí)靜音將解除，此時(shí)所有控制恢復(fù)靜音前的設(shè)定值。

2.7 偏置發(fā)生器

MAX5406內(nèi)部能產(chǎn)生一個(gè)（VDD+VSS）／2的偏置電壓供輸入放大器使用。對(duì)于通常的單電源單端輸人信號(hào)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)連接R1_L、L1_L、R2_L和L2_L到VBIAS，并將VSS接地。注意，不能用VBIAS為外部其它線路供電。

2.8 多按鈕同時(shí)按下功能

MAX5406對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)按鈕同時(shí)按下不予理睬和響應(yīng)，并且只有在按鈕釋放50 ms后才有響應(yīng)。

2.9 超低音輸出

MAX5406的左右聲道輸入信號(hào)相加合成并濾波后可產(chǎn)生單聲道的超低音輸出信號(hào)，超低音輸出是一個(gè)帶通信號(hào)，可用下列公式計(jì)算帶通截止頻率：

式中，R-s=RRS=RLS，常值為13.8 kΩ；RCSUB常值為10.6 kΩ；CC-S=CCLS=CCRS，選擇不同電容值可改變截止頻率，一般選擇帶通濾波器的截止頻率為15Hz和100 Hz。

3、功放電路

MAX5406配合MAX9754構(gòu)成的功放系統(tǒng)應(yīng)用電路。MAX9754是帶有DirectDrive耳機(jī)放大器和耳機(jī)插入監(jiān)測(cè)、關(guān)斷功能的D類音頻功放電路，其THD+N僅0.03％，單電源供電的耳機(jī)放大器，其輸出對(duì)地偏置且無(wú)需隔直電容，此外，D類功放也無(wú)需輸出濾波器，并可在單+5V供電時(shí)向4 Ω負(fù)載提供2.2 W（THD+N=1％）的功率，且其效率將超過80％，因而是小型播放器的理想配置。

4、結(jié)束語(yǔ)

MAX5406與部分常用音調(diào)控制專用集成電路的主要功能與性能比較，可以看出，MAX5406除功能完善和操作界面友好外，其電聲指標(biāo)也是非常優(yōu)秀的。