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
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
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 ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
audioamp2_set_gain( &audioamp2, AUDIOAMP2_20DB_GAIN );
audioamp2_set_mode( &audioamp2, AUDIOAMP2_PLAY_MODE );
// 8 seconds delay
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
audioamp2_set_gain( &audioamp2, AUDIOAMP2_32DB_GAIN );
// 8 seconds delay
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:放大器