關(guān)于低成本差動音頻信號傳輸方案

集成了主機和屏幕的車載顯示面板大多數(shù)放置在主控臺的中央（圖1），顯示面板的位置較低會對駕駛員查看信息或者導(dǎo)航地圖造成不便，進(jìn)而對行車安全造成影響。以后越來越多的車載顯示面板會放置在主控臺上方，甚至略高于主控臺（圖2）。

針對上述情況，有些應(yīng)用會將音頻放大器和主機分離，并且將音頻放大器放置在較低的位置，現(xiàn)有的低成本音頻放大器采用模擬信號輸入，因此主機輸出的模擬音頻信號需要經(jīng)過一段較長距離的傳輸才能到達(dá)音頻放大器。

針對車載顯示面板遠(yuǎn)離音頻放大器的應(yīng)用，我們設(shè)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(jīng)過兩片OPA1679后轉(zhuǎn)換成四對差分信號，經(jīng)過雙絞線的差分傳輸后進(jìn)入TPA6404，最終通過揚聲器實現(xiàn)音頻放大。

圖3 差動音頻信號傳輸方案

一方面，上述方案利用OPA1679將音頻模擬信號轉(zhuǎn)換為差分信號進(jìn)行傳輸，增強了音頻信號傳輸過程中的抗干擾能力，而且，四通道OPA1679能夠?qū)崿F(xiàn)更低的成本。另一方面，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(zhuǎn)單端器件，因此具有成本優(yōu)勢。

使用OPA1678實現(xiàn)的單端轉(zhuǎn)差分信號的具體電路如下圖4所示，OPA1678和OPA1679的區(qū)別僅僅在于集成的運放數(shù)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的范圍是（Vss+0.5V）~（Vdd-2V），本設(shè)計使用5V單電源供電，因此其輸入電壓范圍是0.5V~3V，為了最大化輸入電壓范圍，共模電壓設(shè)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(shè)計中VDD等于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的輸出電壓范圍是0.8V~4.2V，需要保證經(jīng)放大后的輸出電壓信號在此范圍內(nèi)。

圖 4 使用OPA1678實現(xiàn)的單端轉(zhuǎn)差分信號電路

通過令R7開路， R8等于0?，并且R4=R5=47K?，電路的放大倍數(shù)被設(shè)置為1，Vout+ =Vin，Vout- =（-Vin）。實際的電路仿真結(jié)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?qū)崿F(xiàn)既定的單端轉(zhuǎn)差分信號功能，并且單端輸出信號幅度能夠達(dá)到2Vpp。

審核編輯：何安