LM4610及其應(yīng)用

摘要：LM4610是美國NS公司推出的新一代3D/音調(diào)/平衡/音量/等響度雙聲道直流控制用音頻前級(jí)多功能IC，與數(shù)字電位器DS1669配合使用可構(gòu)成音頻前級(jí)控制電路，它具有電路簡(jiǎn)潔、性能優(yōu)異、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單且無調(diào)節(jié)噪聲等特點(diǎn)。文中介紹了LM4610的性能特點(diǎn)、參數(shù)、引腳功能及典型應(yīng)用，并給出了制作注意事項(xiàng)和應(yīng)用電路圖。

關(guān)鍵詞：LM4610 DS1669 直流控制 音頻調(diào)節(jié)

1 性能特點(diǎn)

LM4610是廣受音響愛好者好評(píng)的LM1036的換代產(chǎn)品，該芯片音質(zhì)流暢自然、外圍電路簡(jiǎn)潔、功能完善，除了具有性能優(yōu)異的雙聲道直流電壓調(diào)節(jié)音量、高低音、平衡等功能外，還具有等響度及3D環(huán)繞立體聲處理功能，并可以根據(jù)使用者的愛好，將立體聲三維（3D）聲場(chǎng)調(diào)至最理想狀態(tài)。LM4610的主要參數(shù)如下：

●工作電壓為9～16V，常用12V，靜態(tài)電流為35mA；

●輸入阻抗為30kΩ，輸出阻抗低達(dá)20Ω；

●音量調(diào)節(jié)范圍為75dB；平衡調(diào)節(jié)范圍為1～20dB；

●低音調(diào)節(jié)（40Hz時(shí)）為±15dB，高音調(diào)節(jié)（16kHz）為±15dB；

●總諧波失真僅0.0003；

●信噪比可達(dá)80dB；

●頻響寬度為250kHz；

●信號(hào)最大輸入、輸出電壓為1.5V；

●兩聲道平衡誤差少于1.5dB；

●電源共模抑制比為60dB。

由上述參數(shù)可知，由它構(gòu)成的首級(jí)放大器性能已達(dá)到相當(dāng)高的水準(zhǔn)。當(dāng)然用分立元件或高檔運(yùn)放也可以做出效果更好的前級(jí)放大器，但這類放大電路布線難度大、元器件要求高且需要配對(duì)使用，尤其是高音、低音、音量調(diào)節(jié)三個(gè)要求極高的雙聯(lián)電位器價(jià)格達(dá)數(shù)十元甚至上百元一個(gè)，因此這類前級(jí)放大器價(jià)格很昂貴。如果降低上述任何一項(xiàng)要求，做出的前級(jí)放大電路還比不上用LM4610構(gòu)成的處理電路，時(shí)間稍長(zhǎng)，電位器還會(huì)受灰塵、化學(xué)氣體污染或生銹氧化，造成接觸不良，便利調(diào)節(jié)時(shí)產(chǎn)生很大的雜音，或者影響聲道之間平衡及串音。LM4610采用直流電壓調(diào)節(jié)，音頻信號(hào)并不經(jīng)過電位器，因而不存在上述問題。因此，在中低檔音響電路中運(yùn)用LM4610構(gòu)成前級(jí)放大電路是一種較理想的選擇。

2 引腳功能及典型應(yīng)用

LM4610為雙列直插封裝，共24個(gè)引腳，其引腳排列及各引腳作用如圖1所示。左右聲道的信號(hào)分別從2腳和23腳輸入，經(jīng)各自的高低音調(diào)節(jié)、音量調(diào)節(jié)、左右聲道平衡調(diào)節(jié)及立體聲增強(qiáng)（3D環(huán)繞聲場(chǎng)處理）等單元處理后，再分別由10腳、15腳輸出。1腳外妝退耦濾波電容以降低電源干擾，19腳輸出為經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓的的電壓，用于給各直流調(diào)節(jié)電位器供電，以保證調(diào)節(jié)穩(wěn)定。

由LM4610構(gòu)成的音頻前級(jí)放大電路如圖2所示。SW1是響度補(bǔ)償控制開關(guān)。由于人的耳朵在不同音量（響度）時(shí)，對(duì)聲音中不同頻率信號(hào)的敏感度不一樣，即隨著音量的降低，人耳對(duì)高音、低音信號(hào)的敏感度也下降，故在音量較小時(shí)，需要對(duì)高低音進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?，以使人耳在任何響度下都能聽到平坦、均衡的響?yīng)。SW1就是用來控制是否進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，?dāng)SW1置于ON時(shí)，9腳與14腳相連，隨著14腳電壓的變化（音量變化），控制內(nèi)部響度補(bǔ)償電路給予L、R聲道信號(hào)恰到好處的高、低音提升；當(dāng)SW1置于OFF時(shí)，9腳與19腳相連，響度補(bǔ)償功能不起作用。

SW2是2D環(huán)繞立體聲處理控制開關(guān)，當(dāng)SW2接通時(shí)，3D環(huán)繞立體聲聲場(chǎng)處理電路即立體聲增強(qiáng)電路起作用，從而產(chǎn)生與SRS相似的三維立體感和包圍感等環(huán)繞效果。調(diào)節(jié)W5，可以改變環(huán)繞聲的強(qiáng)度。SW2斷開，3D環(huán)繞聲處理電路將不起作用。

3 改良有前級(jí)放大電路

圖3是非易失性數(shù)字電位器DS1669（50kΩ）構(gòu)成的輕觸式按鈕調(diào)節(jié)電位器。DS1669主要由64位等步距抽頭可變電阻、64比1多路選擇器、控制電路和EEPROM等組成，工作電壓為4.5～8V，使用比較靈活。

將LM4610典型應(yīng)用原理圖中的電位器SW1～SW4用圖3所示的數(shù)字電位器進(jìn)行替換，就構(gòu)成了一個(gè)輕觸式調(diào)節(jié)無噪聲抗污染氧化的前級(jí)放大電路，并且很容易擴(kuò)展成紅外遙控型。

4 注意事項(xiàng)

制作時(shí)的注意事項(xiàng)如下：

（1）為了防止輸入信號(hào)過大使失真增加，需要將輸入左右聲道的信號(hào)用電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆謮海允馆斎氲男盘?hào)最大不超過1V，最好控制在0.5V以下。根據(jù)目前各種音源輸出信號(hào)電壓及LM4610的輸入要求，按2比1的分壓比較合適。分壓電阻大小應(yīng)在10kΩ左右，而且必須采用金屬模電阻。

（2）為了防止后級(jí)負(fù)載電容過大（大于30pF），引起電路自激，應(yīng)在電路輸出與后級(jí)之間串接R11和R21，其大小可根據(jù)需要作適當(dāng)調(diào)整。

（3）為了保證音質(zhì)和降低電源噪聲對(duì)信號(hào)的影響，布線時(shí)除了采用一點(diǎn)接地外，在14腳與12腳之間以及在1腳、7腳、18腳與地之間都應(yīng)分別并接一個(gè)0.1μF的MKP聚丙烯電容，以降低高頻噪聲。當(dāng)然，如果將數(shù)字地與模塊地分開、數(shù)字部分與模擬部分分開供電，可進(jìn)一步降低噪音。

（4）輸入輸出耦合電容最好采用WIMA MKP或其它音頻專用電容，以減少耦合電容對(duì)信號(hào)的影響。輸出電阻R11和R21應(yīng)采用五色環(huán)金屬膜電阻來進(jìn)一步降低噪音。