使用强大且可靠的音频放大器,将您的嵌入式解决方案的音频能力提升到高端水平
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硬件概览
它是如何工作的?
AudioAmp 2 Click 基于 STMicroelectronics 的 TDA7491,这是一款双 BTL 类-D 音频放大器 IC,能够向 8Ω 负载提供高达 20W 的功率。此 IC 使用桥接负载 (BTL) 拓扑,这意味着输出负载由两个放大器级驱动,其中一个是反相的。这导致输出上的电压摆幅加倍或功率增加四倍。尽管如此,由于 TDA7491 的高效率,功耗仍然足够低,可以通过暴露的 IC 垫来处理。这款放大器提供低噪声和高质量的音频放大。放大器的频率响应范围从 20Hz 以下到 20kHz 以上,覆盖了整个音频频谱。总谐波失真 (THD) 在最大输出功率时为 10%,负载为 8Ω。然而,随着输出功率的降低和电源电压的升高,THD 迅速下降,同时遵守此 IC 的最大额定值。TDA7491 IC 的数据表提供了有关放大器 IC 本身的技术特性的详细信息。BTL 的输出调制方案是单极脉宽调制 (PWM)。正输出驱动器的输出电压在 0V 和 +VCC 之间变化,负输出驱动器的输出电压在 0V 和 -VCC 之间变化。当输入为 0V
时,输出理论上会相互抵消,导致输出没有直流成分。实际上,引入了一个小的延迟,以避免在输入为 0V 时两个阶段同时切换。使用单极 PWM 方案简化了设计。功率放大器 IC 具有在设备开关时防止爆音的保护功能。然而,STBY 和 MUTE 引脚提供了进一步减少启动噪声的方法。IC 的 STBY 引脚使设备进入待机模式。这将关闭内部高功耗电路,将功耗降至最低。MUTE 引脚允许将输入内部重新路由到接地。结合 STBY 和 MUTE 模式,可以在开机或关机时完全避免爆音。STBY 引脚连接到 mikroBUS™ CS 引脚,而 MUTE 引脚连接到 mikroBUS™ PWM 引脚,标记为 MUTE。此 Click board™ 允许选择输入增益。输入信号增益分级对于为放大器 IC 提供足够的输入电平非常重要。例如,如果输入信号过低,放大器可能无法达到所需的输出功率。因此,对输入信号应用了修正增益。这是通过对 TDA7491 IC 的两个 GAIN 引脚(GAIN0 和 GAIN1)应用逻辑电
平来实现的。GAIN0 引脚连接到 mikroBUS™ AN 引脚,而 GAIN1 引脚连接到 mikroBUS™ RST 引脚,分别标记为 GN0 和 GN1。DIAG 引脚允许监控故障条件。当短路或热过载保护激活时,DIAG 引脚将通过板载上拉电阻设置为高电平,向主机 MCU 信号故障状态。当没有故障条件存在时,此开漏输出主动下拉电流,使该引脚保持低电平。此引脚连接到 mikroBUS™ INT 引脚,标记为 DIA。该 Click board™ 配备了一个 3.5mm 立体声插孔连接器,用于连接线路电平音频输入。除了输入插孔,还有两个用于连接输出扬声器(4Ω 到 8Ω)的螺钉端子。默认情况下,Click board™ 通过 mikroBUS™ 5V 电源轨供电。这将允许放大器以有限的功率工作。因此,提供了一个外部接头,允许使用高达 18V 的外部电源。标记为 AMP VCC 的 SMD 跳线必须放置在 EXT 位置以选择外部电源。
功能概述
开发板
Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创
新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调
节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的 通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
该库包含用于 AudioAmp 2 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
audioamp2_set_mode
- 设置模式功能audioamp2_set_gain
- 设置增益功能audioamp2_check_diagnostic
- 诊断检查功能
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* \file
* \brief Audio Amp 2 Click example
*
* # Description
* This application amplifies the sound on the speakers.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes GPIO driver and puts device in Standby Mode as default
* operation mode and selects 20dB as default gain selection.
*
* ## Application Task
* Activates Mute operation mode for 4 seconds and after that activates Play mode.
* When the device is in Play mode then changes the gain selection, first sets the minimum gain (20dB) for 8 seconds
* and then sets the maximum gain (32dB) for 8 seconds too.
*
* *note:*
* Internally, the gain is set by changing the feedback resistors of the amplifier.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audioamp2.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static audioamp2_t audioamp2;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
audioamp2_cfg_t cfg;
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info(&logger, "---- Application Init ----");
// Click initialization.
audioamp2_cfg_setup( &cfg );
AUDIOAMP2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
audioamp2_init( &audioamp2, &cfg );
Delay_ms( 100 );
log_printf( &logger, "AudioAmp 2 is initialized \r\n \r\n" );
Delay_ms( 200 );
}
void application_task ( void )
{
audioamp2_set_mode( &audioamp2, AUDIOAMP2_MUTE_MODE );
Delay_ms( 4000 );
audioamp2_set_gain( &audioamp2, AUDIOAMP2_20DB_GAIN );
audioamp2_set_mode( &audioamp2, AUDIOAMP2_PLAY_MODE );
Delay_ms( 8000 );
audioamp2_set_gain( &audioamp2, AUDIOAMP2_32DB_GAIN );
Delay_ms( 8000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END