Płytka PCB do wykonania dwukanałowej końcówki mocy klasy D z wejściem I²S.
AVT5436 to projekt dwukanałowej cyfrowej końcówki mocy audio pracującej w klasie D. Moduł przyjmuje sygnał wejściowy w formacie I²S, dlatego może współpracować z procesorem DSP, cyfrowym źródłem audio albo modułem ADAU1701 z odpowiednio skonfigurowanym wyjściem I²S.
Konstrukcja opiera się na układzie STA333ML, który integruje interfejs I²S, 24-bitowy modulator, dwa wzmacniacze mocy klasy D oraz układy zabezpieczające. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB, dlatego elementy elektroniczne, złącza, dławiki, kondensatory filtrujące i pozostałe podzespoły trzeba skompletować osobno.
Dwukanałowa końcówka mocy klasy D z cyfrowym wejściem I²S, przeznaczona do współpracy z procesorem DSP lub cyfrowym torem audio.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ układu | dwukanałowa cyfrowa końcówka mocy audio |
| Klasa pracy | D |
| Interfejs wejściowy | I²S, z liniami SDI, LRCK, BCLK, MCLK i RES |
| Układ końcówki mocy | STA333ML, z 24-bitowym modulatorem i zabezpieczeniami wewnętrznymi |
| Moc wyjściowa | 2×20 W / 8 Ω przy zasilaniu 18 V |
| Sprawność | powyżej 90% |
| Zasilanie części mocy | 4,5…18 V, około 3 A; moc zależy od napięcia zasilania |
| Zasilanie części sygnałowej | 3,3 V z układu zewnętrznego |
| Ustawienia prototypu | format I²S, wzmocnienie 0 dB, moduł załączony |
| Dostępne konfiguracje układu | GAIN 0…24 dB, format I²S/Left Justified, nadpróbkowanie 256/384, tryb Standby/ON |
| Wyjścia głośnikowe | 2 kanały z symetrycznymi filtrami dolnoprzepustowymi LC |
| Współpraca z DSP | np. ADAU1701 z wyjściem I²S skonfigurowanym w SigmaStudio |
| Uruchomienie | po poprawnym montażu moduł nie wymaga strojenia; wymagane jest poprawne podanie sygnałów I²S i zasilania |
| Płytka PCB | 46x42 mm |
AVT5436 A - płytka PCB. Elementy elektroniczne, złącza, dławiki i kondensatory filtrujące trzeba skompletować osobno.
| Rezystory | R1, R2 - 22Ω SMD 1206; R3 - 2,2kΩ SMD 0805 |
| Kondensatory | C1, C5 - 330pF SMD 0805; C2, C6 - 0,47µF foliowe / 63 V; C3, C4, C7-C9, C11, C13-C16, C18, C19, C22 - 0,1µF SMD 0805 / 50 V; C10, C12, C17 - 1µF SMD 0805 / 25 V; C20 - 680pF SMD 0805 NP0; C21 - 4,7nF SMD 0805 NP0; C23 - 10µF SMD 0805 / 25 V; CE1 - 1000µF LOW ESR / 25 V; CE3 - 2,2µF tantalowy SMD A |
| Układ scalony | U1 - STA333ML, PowerSSO36 |
| Elementy filtrów i zasilania | FB1, FB2 - perełka ferrytowa 600Ω / 100 MHz; L1-L4 - 22µH, dławik ferrytowy 2,5 A; FS - zwora SMD 0805 |
| Złącza | I2S - złącze IDC10, proste; O1, O2, PWR - złącze ARK2 |
Moduł wymaga zewnętrznego źródła sygnału I²S i zasilania 3,3 V dla części sygnałowej. W przykładzie z dokumentacji współpracuje z płytką ADAU1701, w której należy skonfigurować wyjściowy interfejs I²S oraz odpowiednie linie GPIO.
Połączenia I²S powinny być możliwie krótkie. Sygnał MCLK należy prowadzić szczególnie starannie, najlepiej ekranowanym przewodem, ponieważ jest głównym zegarem układu i ma duże znaczenie dla poprawnej pracy toru cyfrowego.
Zwora FS pozwala wybrać częstotliwość nadpróbkowania 256 lub 384. Przy współpracy z ADAU1701 taktowanym 12,288 MHz dokumentacja wskazuje ustawienie FS w położeniu 256.
Dławiki filtrów wyjściowych powinny mieć odpowiedni prąd nasycenia. Dla wykorzystania pełnej mocy dokumentacja wskazuje dławiki przystosowane do pracy z sygnałami z zakresu 100 kHz i prądu nasycenia nie mniejszego niż 2,5 A.
Przy montażu układu STA333ML kluczowe jest poprawne przylutowanie padu termicznego. Odprowadzanie ciepła odbywa się przez dużą powierzchnię miedzi i przelotki pod układem, dlatego jakość lutowania ma bezpośredni wpływ na niezawodność pracy.
Uwaga: niewłaściwe chłodzenie układu STA333ML, zbyt mała powierzchnia masy pod padem termicznym, błędne filtrowanie zasilania albo dławiki o zbyt małym prądzie nasycenia mogą powodować zadziałanie zabezpieczenia termicznego, zniekształcenia dźwięku lub uszkodzenie elementów toru mocy.
Nie. Moduł ma wejście cyfrowe I²S, więc wymaga źródła generującego sygnały SDI, LRCK, BCLK i MCLK. Może to być np. procesor DSP ADAU1701, odpowiednio skonfigurowany kodek audio lub inny układ z wyjściem I²S.
Końcówka klasy D steruje głośnik z mostkowego wyjścia mocy, a maksymalna amplituda sygnału jest ograniczona napięciem zasilania części mocy. Wartość 2×20 W podano dla obciążenia 8 Ω i zasilania 18 V; przy niższym napięciu dostępna moc będzie mniejsza.
Wyjścia STA333ML pracują impulsowo, więc za wzmacniaczem trzeba odfiltrować składowe wysokoczęstotliwościowe modulacji. Filtry LC ograniczają zakłócenia i pozwalają uzyskać sygnał odpowiedni do zasilania głośników.
I²S przenosi sygnały zegarowe i dane cyfrowe o stromych zboczach. Długie przewody mogą powodować odbicia, przesłuchy i błędy czasowe, szczególnie na linii MCLK, dlatego dokumentacja zaleca możliwie krótkie połączenia z płytką DSP.
Układ oddaje ciepło głównie przez pad termiczny do pól miedzi na płytce. Poprawne lutowanie padu, duża powierzchnia masy i przelotki pod układem są konieczne, bo zbyt mała powierzchnia chłodząca może uruchamiać zabezpieczenie termiczne.
