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加快TPA2028D1对突发音信号短暂提示音的响应

发布时间:2020-07-01 01:45:24 阅读: 来源:温室大棚建设厂家

摘要

本文引用地址: 是 TI 针对便携设备推出的具有 AGC/DRC 功能的低功耗 D 类放大器。由于性能突出,在业界得到了广泛的应用。而其本身可以通过 I2C 进行配置,从而使得设计者能够根据不同的应用,优化芯片设置,获得更好的效果。

本文讨论了怎样优化 TPA2028D1 设置,使其能够更好的快速响应智能手机等设备中的突发音,例如键盘音,提示音等信号。

1.介绍

TPA2028D1 是 TI 针对移动设备推出的高效率 D 类放大器。所集成的 DRC 和 AGC 功能能够根据输入信号的大小自动调整放大器的增益,以达到防止功放削波失真的目的,并且有效的提升输出平均功率,从而改善音乐的回放效果。

TPA2028D1 具有灵活的可配置性。设计者能够通过 I2C 访问其寄存器,对放大器使能,增益,响应速度等多个参数进行配置,使其能够针对不同的应用场景进行优化。

由于 DRC 和 AGC 会根据信号大小调节增益,针对连续的音乐信号需要设置一定的 Attack Time 和Release Time 来保证优良的回放效果。但是对于突发音信号维持时间过短,并且由于省电的需要,需要在播放前使能 TPA2028D1,并在播放结束后将其关闭。因此一些设计中,在播放例如键盘音或拍照音的时候存在声音过小,或声音渐变等现象。

本文通过对此现象的成因进行分析,讨论了如何通过优化芯片参数的设置,解决类似问题的方法。

A2028的两种关闭/使能方式

TPA2028可以通过硬件和软件两种方式进行关闭和使能。

l 通过芯片 EN管脚,硬件的使能关闭方式;

l 通过芯片寄存器 0x01 bit6 EN和 bit5 SWS,软件的使能关闭方式

2.1

2.2

2.1 硬件关闭/使能

关闭:

l EN管脚置低,芯片进入关闭状态,所有寄存器被清除

使能:

EN管脚置高,芯片进入使能状态,所有寄存器进入初始状态,如 Table 1。由于在初始状态寄存器 0x01 EN=1 SWS=0 ,功放部分使能,可以直接进行播放;

TPA2028D1的设计为,芯片使能后放大器初始增益由 Fixed Gain决定。而 TPA2028D1 Fixed Gain寄存器 Reg5/bit5:0 初始值为 00110,即 6dB,因此在此状态下放大器的增益初始值固定为 6dB。由于Max Gain寄存器 Reg7/bit7:4初始值为 30dB,因此此时播放的信号以 Release time寄存器 Reg3/bit5:0的初始值 1.81秒/6dB的速度,从 6dB慢慢向 30dB增加。如 Figure 1所示。因此会造成明显的淡入效果,对于存在时间过于短暂的信号,则造成过小的现象。

Figure 1. 硬件使能 TPA2028D1增益递增

2.2软件关闭/使能

关闭:

l EN=0 (Reg1/bit6)或者 SWS=1 (Reg1/bit5)

使能:

l EN=1 (Reg1/bit6)或者 SWS=0 (Reg1/bit5)

EN 和 SWS 不会清除寄存器的设定状态,所有寄存器值维持原先的设置,因此 TPA2028D1 在软件使能之后可以按照设定的 Fixed Gain和 Max Gain以及 Release Time进行变化。如 Figure 2所示。因此只需要设置合适的 Fixed Gain, Max Gain 和 Release Time,就可以控制这种变化,从而消除 AGC和DRC带来的淡入淡出问题。

Figure 2. 硬件使能 TPA2028D1增益递增

值得注意的是,由于芯片内部状态的建立需要时间,因此会产生一定的输出延迟。TPA2028 的延迟在 6ms 左右,由于这个时间相对 Ramp up 的时间相对短暂,而且处理器播放突发音时普遍存在一定的延迟,所以在一般的设计中输出延迟可以忽略。但如果在实际的应用中有处理器播放未加延迟的情况,则可以通过在处理器播放突发音文件前加入 6ms延迟来解决。

Figure 3. 输出延迟

3. 利用不同的应用模式选择合适的参数设置

根据上面对突发音淡入现象原因的分析,为了解决 TPA2028D1 对突发音信号的响应问题,解决问题的方式为:

l 用软件使能 TPA2028D1代替硬件使能;

l 缩小设置的 Fixed Gain和 Max Gain之间的差别。

但由于音乐播放等应用中,Fixed Gain和 Max Gain仍需要存在一定的差别。因此我们可以通过:

l 找到一组中间参数能够平衡连续的音乐播放和突发音播放效果;

l 根据不同的应用判断是否存在突发音的播放,分别针对连续音乐的播放和突发音的播放设置两套不同的参数。由于在实际应用中,使能 TPA2028D1,播放突发音,再关闭,的应用都是在一些特定的应用下进行。例如播放拍照音时,设备一般处于拍照状态;键盘音,设备处于键盘输入状态。因此我们可以根据不用的应用决定 TPA2028 参数的设置,使得在消除突发音淡入淡出效果时,不影响到音乐的播放效果。

由于现存的智能便携设备操作系统应用程序处于 UI层,而控制 TPA2028D1的驱动处于驱动层,因此需要通过驱动读取操作系统的相关 log文件对于应用程序进行判断。

3.1适合突发音的设置

由于快速信号和音乐动态范围和播放幅度不一样,因此可以选择独立于音乐播放之外的另一套更适合快速信号播放的 TPA2028的参数。

选择提示音播放增益。因为 TPA2028在芯片输出使能后,增益会从 Fixed Gain向 Max Gain变化,因此缩小 Fixed Gain 与 Max Gain 的区别(3dB 以内的增益变化一般不会引起听觉响度明显的变化),能够限制 Gain的大幅变化。

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