【经验】音频电路中爆音的产生原因与解决方案
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置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输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。
图1.
上面图1.是音频放大器应用中的常规电路，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：电容放点前的初始值，电容充满电E=Vu。
再如图1，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电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。
图2.
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偏置，是否也会因为放电问题产生爆音。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的偏置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。
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思瑞浦（3PEAK）运算放大器选型表
思瑞浦（3PEAK）高性能运算放大器，精密运算放大器：失调电压低至5uV，温漂低至0.008uV，支持双电源供电。低噪声运算放大器：噪声系数低至0.1μVpp/Hz，适用于低噪声系统应用。超低功耗运算放大器：功耗低至300nA，轨到轨输出，适用于电池供电产品。超低功耗比较器：功耗低至300nA。负载驱动电流25mA，适用于便携式设备。
|
产品型号
|
品类
|
Status
|
Rating
|
Package
|
Channel
|
Supply Voltage(Min)
|
Supply Voltage(Max)
|
Iq per channel (Max)(μA)
|
GBW (Typ) (MHz)
|
Slew Rate(Typ)(V/μs)
|
Rail-Rail In
|
Rail-Rail Out
|
Ishort(Typ) (mA)
|
Vos(Max)(mV)
|
Offset Drift(Typ)(μV/°C)
|
Ib(typ)(pA)
|
Vn (Typ) (nV/rtHz)
|
Peak Noise at 0.1 to 10Hz(μVpp)
|
Operating Temperature Range(°C)
|
|
LM2904A-VR
|
高压运算放大器
|
Production
|
Industrial
|
MSOP-8
|
2
|
3
|
36
|
200
|
0.9
|
0.5
|
No, to V- only
|
Yes
|
30
|
3
|
7
|
60
|
70
|
20
|
-40 to 125
|
选型表 - 思瑞浦 立即选型
ROHM（罗姆）音频/视频IC选型指南（英文）
描述- ROHM offers wide ranges of interface Audio ICs and Video ICs, such as Image Correction ICs, Audio Converters, Audio Amplifiers, Audio Processors, Video Amplifiers. It is the masterpiece of ROHM audio IC which pursues both the numerical values and sound quality performance required in an audio device to the utmost limits and created through the ardency of ROHM engineers.
型号- BA3123F,BD5632NUX,BH3548F,BD34704KS2,BH76363FV,BH76806FVM,ML86112,BD37069FV-M,BD37034FV-M,BH76812FVM,BD5467GUL,BD37511FS,BD88215GUL,BD5413EFV,ML86V7668A,BD78316EFJ-M,BD34301EKV,BD88400FJ,BD78318EFJ-M,ML86245,BD5461GUL,BD37542FS,ML86243,ML86640,ML86244,BD28623MUV,BH76112HFV,ML86241,BH7649KS2,ML86242,BD78320EFJ-M,ML86V76580,ML86240,BD37523FS,BD27400GUL,BD88210GUL,BD5424EFS,BD3465FV,BD8876FV,BD5638NUX,BH76360FV,BD78322EFJ-M,BD88415GUL,BD37503FV,BD7830NUV,BD37533FV,BD37514FS,ML86V7675,ML86V8401,BD5469GUL,BD3843FS,BD3461FS,BH76332FVM,BD3465FS,ML86101A,BU26154MUV,BD3870FS,BD34701KS2,BH76906GU,BD37541FS,BH76206HFV,BD88410GUL,ML86660,ML86781,BD37515FS,BD34700FV,BD37534FV,BD5466GUL,BD37522FS,BD78306EFJ-M,BH7673G,BH3544F,BD3464FV,BH76361FV,ML86799,BD34352EKV,ML86797,ML86795,BD5460GUL,ML86796,BU94605AKV,BD37513FS,BD37532FV,ML86V8102,BD78310EFJ-M,ML86V8101,BD88220GUL,BD3460FS,BD3403FV,BU6521KV,BD3464FS,BD37068FV-M,BD78308EFJ-M,BD88400GUL,BH76816FVM,BH76330FVM,BD78324EFJ-M,ML86V7655,BD78312EFJ-M,ML86209,BH76333FVM,ML86207,BD3474KS2,BU94702AKV,BD3871FS,BD37033FV-M,ML86203,BD78326EFJ-M,BD88200GUL,ML86289,ML86287,ML86321,BD37544FS,BD7836EFV,BD34602FS-M,ML86160,BU26156RFS,BD3814FV,BD37521FS,BD5468GUL,BD28412MUV,BD3491FS,BU1523KV,BH76109HFV,BD8878FV,BD5634NUX,BA3121F,BD3883FS,BH76362FV,BH76916GU,ML86177,BH76912GU,ML86175,ML86173,ML86174,ML86172,BD5465GUL,BD37531FV,ML86290,BD37512FS,ML86V8201,ML86291,BD3841FS,BU7150NUV,BH76106HFV,BD88420GUL,BH3547F,BD34705KS2,BD37067FV-M,ML86V8202C,BD37543FS,BD5423AEFS,BH76809FVM,BD37524FS,BD3812F,BD78314EFJ-M,BM28723AMUV,BD5426EFS,BD37201NUX,BD3490FV,BH76331FVM
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