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[参考译文] TPA6132A2:将 D 类放大器的 PWM 输出连接至 TPA6132以进行音频录制和 FFT 分析:解决削波问题

Guru**** 2390735 points
Other Parts Discussed in Thread: TPA6132A2, TLV320ADC5140, TPA6120A2

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/1428765/tpa6132a2-connecting-pwm-output-from-a-class-d-amplifier-to-tpa6132-for-audio-recording-and-fft-analysis-addressing-clipping-issues

器件型号:TPA6132A2
主题中讨论的其他器件: TLV320ADC5140TPA6120A2

工具与软件:

我目前有一个来自 MCU 的单声道音频数字信号、然后它将通过 D 类放大器作为 PWM 信号(SPKOUT_P 和 SPKOUT_N)输出。 由于  来自 MCU 的数字信号是单声道信号、因此我们将仅使用放大器的左声道输出。 我 想知道如何连接 TPA6132以将这两个 PWM 信号发送到 PC、以便录制音频和分析 FFT 波形。

我目前使用的方法是、将 SPKOUT_P 和 SPKOUT_N 连接到 TPA6132的 INL-和 INL+、然后将 TPA6132的 OUTL 和 GND 连接到 PC 线路输入插孔的 L 和 R。 但是、我发现通过 PC 上的 FFT 处理的音频波形出现削波。

我想问一下我的当前连接是否正确?以及如何避免削波?

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    嗨、Ronghui、

    您能否提供整个设置的示意图?  

    此致、

    Ore.  

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    很抱歉、你是。

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    感谢原理图。  

    留出24小时响应。  

    此致。  

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    抱歉、 我可以问我需要提供哪些其他信息吗?

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    嗨、Ronghui、

    感谢您的耐心。 到目前为止、这个顶级原理图看起来不错。 我想确认使用中的 TPA6132的 VDD、以及进入 TPA6132的 PWM 输入信号的 Vrms/ Vpk-pk。  

    我还想确认此 EVM 是否用于您的设置、或者您是否可以分享支持 TPA6132器件及其周围器件的完整原理图。

    此致、

    Ore.  

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    谢谢!

    很抱歉缺少信息。
    这是完整的原理图。

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     又抱歉,我不了解,但由于我从市场上购买了该板,我不是很熟悉它的用法。
    我今天刚刚发现 EN 未设置为高电平(在电路板上、EN 定义为 Ctrl)。
    这是 该板的原理图。

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    嗨、Ronghui、  

    这是可以的,我可以指导你完成你的问题。 但是、我需要足够的信息来执行此操作。 为了阐明您的陈述、 EN 是一个使能引脚、也可用作器件的关断引脚。 通常、此引脚路由到数字逻辑高电平或逻辑低电平。 下面是一个快速说明:

      

    您提供的图像是布局图、而不是原理图。 我需要的就是用于创建此布局的原理图。 请提供有关 VDD 的问题答案以及进入 TPA6132A2的输入信号的更多信息。 下面是此器件在其 EVM 上所用的原理图示例

      

    此致、

    Ore.    

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    很抱歉我没有此板的示意图、因为我是在亚马逊上购买的、目前无法联系卖家。
    我使用测试仪检查了 电路板上的连接、并在此基础上尽最大努力绘制原理 图、 希望可以作为您的参考。
    此外、TPA6132A2的 VDD 为5V、进入 TPA6132的 PWM 输入信号的 Vpk-pk 也为5V。
    关于 EN 引脚、  我使用示波器确认它是在该板内部上拉的、因此不会影响 TPA6132A2的运行。
    谢谢!



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    嗨、Ronghui、

    谢谢您的参与。 我查看此原理图和您的电流设置时、请提供输出信号削波和进入器件的输入信号的示波器捕获。  

    此致、

    Ore.   

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    嗨、Ronghui、  

    下面是在检查原理图后我的评论:

    • 电荷泵电路缺失。 CPP 和 CPN 需要通过一个1uF 电容器短接。 在该主题随附的 TI EVM 原理图中可找到一个示例。 下面是有关电荷泵的信息:

          

    • TI 对非 TI 供应商使用 TI 器件创建的 EVM 不承担任何责任。 根据 DS、可以使用 G0和 G1来控制增益、不同的组合会生成不同的增益水平。 随附的表介绍了如何确定增益:   

          DS 中还介绍了这些引脚的电压限值:

          

    • 原理图中缺少也支持电荷泵电路的 HPVDD 和 HPVSS 连接。 下面提供了有关如何连接这些引脚的指南。  

           

            

    此致、

    Ore.   

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    下面是输入信号和输出信号的捕获。
    请让他们检查、谢谢。

    输入信号

    输出信号

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    对不起、 昨天我没有足够的时间检查所有针脚。 今天、我根据您的说明确认了这些针脚 、发现它们的连接良好、并且与您提供的信息一致。
    不过、我不确定它们之间使用的电容值。

    我已更新电路图、请确认。 谢谢!


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    嗨、Ronghui、  

    我将查看这些数据、并让您知道我观察到的情况。 允许24小时至48小时响应

    此致、

    Ore.

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    好的、再次感谢您的帮助!

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    嗨、Ronghui、  

    现在我拥有了所有这些信息、我发现您缺少允许 TPA6132A2处理模拟输入信号的适当电路。 您的应用程序是监控应用程序。 我建议通过 LPF 滤波器传递 PWM 信号、以将信号作为模拟信号进行监控。

    顶层系统需要在进入和离开 TPA6132A2器件的 PWM 信号上具有一个 LPF。 我在下面附上了一个示例:

     

    此致、

    Ore.

    免责声明:TI 对应用帮助或客户产品设计不承担任何义务。 客户对所有设计决策全权负责。

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    我真的很感谢您的建议,我将尝试一下!
    但是、我想问的是、在 TPA6132A2的输入和输出中添加低通滤波器的原因是什么?
    如果是、我应该添加哪种低通滤波器、应该如何添加它?

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    嗨、Ronghui、  

    通过音频 LPF 传递 PWM 信号以恢复其中的模拟信号是常见的做法。 PWM 信号是数字信号的一种形式、其中包含从数字源(例如 MCU)生成的模拟信号。 有很多 LPF 选项和应用可供使用、但 TI 不销售 LPF。 客户可自行选择如何实现音频 LPF。   

     

    此致、

    Ore.

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    感谢您的答复!
    添加 LPF 是为了更好地监控信号;有必要通过 LPF 将 PWM 信号从输入部分转换为模拟信号。 我的理解是否正确?
    关于输出侧、我仍然不知道原因是什么。 您能详细说明一下吗?
    我对我在这方面缺乏知识深表歉意、并感谢您的指导。
    谢谢!

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    嗨、Ronghui、

    正确。 我在前面说过、TPA6132A2的输出需要在其输出上使用 LPF。 由于它是模拟输出而不是 PWM 输出、因此需要一个模数转换器在 PC 上处理模拟信号、而不是 TPA6132A2输出级的 LPF。 这种支持需求超出了本主题的范围。 如果您对在 PC 上处理模拟音频数据所需的 ADC 以及 I2C 和 I2S 音频接口有疑问、TI 音频部门可通过这些器件的 e2e 提供支持。  

    您可以从 TLV320ADC5140开始。

    此致、

    Ore.  

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    再次感谢您的解释。 我想我理解为什么有必要在 TPA6132A2的输入侧添加一个 LPF。

    然而,我还有两个问题,我很抱歉再次困扰你。

    1. 关于输入、我将在输入侧之前添加一个 LPF。  然而、我注意到、根据 TPA6132A2数据表、最大输入电压指定为 HPVDD + 0.3V、HPVDD 的最大值为1.9V。  由于 PWM 信号为5V、在转换为模拟信号(大于2.2V)后仍为5V、恐怕 如果将这个5V 信号输入到 TPA6132A2中会导致任何问题? 另外、我不确定 HPVDD 的1.9V 来自哪里、您能向我解释一下吗?


    2. 关于输出、 如前所述、TPA6132A2的输出是模拟信号、而我发现 PC 的线路输入接口也需要模拟信号。 所以、它应该不需要任何额外的转换、可以直接连接到 PC 线路 IN 插孔以供观察、我的理解是否正确?

    再次感谢您的帮助!

     

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    嗨、Ronghui、  

    要回答您的问题、

    1. HPVDD 是 负责设备输入电压范围的内部电路。 当 HPVDD 大约为2Vmax 时、Vpkpk 输入信号不得超过此范围。 建议使用 TPA6132的建议工作条件。 如果使用了大于该范围的信号、则会发生削波、并可能损坏器件。 此输入范围适用于器件的所有模拟输入端子。 考虑到 DS 的限制、任何端子的5Vpkpk 输入信号都过大

     

    2.正确。

    我希望您的所有问题都能得到解答。  

    此致、

    内核

     

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    "对不起,我不能接受。" 感谢您的回复!  
    噢...您的意思是我一直没有在其建议的工作条件下使用 TPA6132、因为 PWM 信号5V 电压过高?  这真的很不幸。。。

    几乎没有问题、但请允许我提出最后一个问题、如下所示。

    那么、如果我要使用 TPA6132、模拟信号的条件应该是怎样的?
    是否应该首先使用 LPF 将 PWM 信号转换为模拟信号、然后确保电压符合 TPA6132的工作条件? 如果是、数据表中提到的电压上限为2.2V。 您能告诉我下限电压是多少吗?

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    TPA6132将需要一个模拟信号。 如果有 PWM 信号、请将其转换为模拟信号、然后在器件上使用。 DS 不考虑任何有关直接 PWM 输入信号的应用。  

    输入条件位于 DS 中、请勿通过这些限制

    此致、

    Ore.

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    我理解。 感谢您提供的信息。

    因此、这意味着如果有5V 信号、我不应该使用 TPA6132、对吗? 如果是、您是否有推荐使用的 IC?

    此外、我尝试将放大器的输出电压降低到3.3V、PWM 信号电压的范围为0V 至3.3V。

    通过输入耦合电容器后、电压变为大约-1.5V 至1.8V。

    这是否符合 TPA6132的输入要求? (我知道仍然需要使用 LPF 将其转换为模拟信号、但现在请允许我讨论电压范围)。
    再次感谢您的友好帮助。

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    只要输入信号高于大约2.2Vpkpk、就不建议使用。  

    但我推荐 TPA6120A2、它可以适应更宽的信号。  

    此致。

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    感谢您的帮助。
    我现在没有问题!
    再次感谢您的推荐!