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引言 DS1808是MAXIM公司推出的一種新型雙通道、數字控制式、對數斜率音頻分壓計，為需要低THD和串擾的應用提供高性能的立體聲音量控制。利用±12V的電源，它的信號擺幅能力可以達到24Vp-p，而且它允許低端接地以簡化用戶的設計。DS1808有33個檔位，提供從0dB到60dB的衰減，而且它的靜噪功能還能提供大于90dB的衰減。通過一條2線接口就可以控制DS1808，該接口提供的地址可以讓多達8個DS1808同時連接在一條2線總線上。本文將通過硬件和軟件的實踐介紹DS1808在音頻系統中的應用。 應用雙電源數字分壓器的基本音頻電路 在很多情況下，如信號的電壓范圍在分壓計電源電壓范圍內，而且需要的輸出電流小于分壓計的額定電流時，雙電源數字分壓計可以直接替換機械式分壓計。圖1所示為一個應用DS1808的簡單音頻電路。 只要輸入電壓小于Vcc且大于Vb，該電路就能正常工作。輸入信號是由音頻源耦合來的交流信號，在輸出端串聯了一個電容，從而保證了輸出信號也是交流耦合信號。根據2線總線設定的DS1808內部寄存器狀態，DS1808將對通過輸入端電容后的音頻信號進行衰減。DS1808的刻度為對數斜率刻度，從0dB到12dB每檔衰減1dB，從14dB到36dB每檔衰減2dB，從39dB到60dB每檔衰減3dB。DS1808內部寄存器的最后一個狀態為靜噪，可以提供大于90dB的衰減。分壓計刮片的輸出信號將由固定增益為7.8V/V(17.8dB)運算放大器放大。該運算放大器用做電壓緩沖器，因為其輸入阻抗很大，所以通過設計可以使DS1808的刮片電流小于規定的1mA。 DS1808的軟件 通過一個2線接口來控制DS1808。2線是類似于I2C的簡單協議，可以很容易地用一片單片機實現。DS1808有兩個開放的集電極I/O線，分別稱為SDA(串口數據)和SCL(串口時鐘)線。當總線處于未使用狀態時，通常將這兩條線接3V或5V電源，置于高電平。單片機和作為從設備的DS1808都可以將數據置于總線上，但只有作為主設備的單片機才能控制時鐘速率。 所有簡單任務均可由2線設備來實現，如獲取總線的控制權(開始狀態)、讀/寫1個字節、確認DS1808的握手過程和釋放總線(停止狀態)。DS1808先使用一個簡單的協議來檢測其是否已經被編址，然后才執行相關的任務。 地址和數據協議 雖然2線允許多個從設備連接在同一條總線上，但是必須為連接在總線上的不同部分進行編址，使每一部分都有一個惟一的地址字節。在發送一條新信息之前，首先發送地址字節，這樣只有指定的部分才能接收該信息，并響應此次通信。 DS1808的地址字節如表1所示。第7至第4位始終為“0101”，第3、2、1位對應于器件上的地址引腳(引腳2、3、5)狀態。外部地址引腳的狀態至多可以確定8個惟一的地址，所以在一條總線上至多可以連接8個DS1808。第0位用于確定一個讀操作或寫操作是否發生。在讀/寫位后，總線將提供一個時鐘周期低電平確認信號，確認作為從設備的DS1808。該信號為主設備產生的信號，它表明一個從設備已經驗證了它的地址，并開始處理信息。在發信過程中，將首先發送所有字節中的最高字節。 表1 DS1808的地址
發送完地址字節后，DS1808將開始發送或接收數據，數據格式如表2所示。第7位指示位置占有，在寫操作時置為0或1，在讀操作時置為0。第6位是分壓計通道選擇位，用于選擇編址DS1808中的兩個分壓計。若該位為0，分壓計0將被編址；若為1，分壓計1將被編址。第5至0位用于設置分壓計的位置。 表2 DS1808分壓計控制字節內容
應用DS1808的改進電路 DS1808是低THD、低串擾的音頻分壓計。其典型的THD僅為0.0006%，20kHz時的典型串擾為-105dB。圖2所示電路是一個經實際應用證實效果很好的硬件設計。其優點是放大級在DS1808之前，這樣任何可能存在的開關噪聲將不會在放大級被放大；二是刮片和地之間連接了一個小電容，它將濾掉任何可能存在的開關噪聲。 該電路輸入信號的限制條件與圖1中電路相同，信號的電壓范圍在分壓計電源電壓范圍內，否則會產生削頂失真。經試用證明，該電路在音響系統中的工作效果很好，這是因為其運算放大器具有較高的阻抗，在輸入電容后的50kΩ接地電阻可以為放大器提供一個直流偏壓。缺少該電阻，則輸入將會漂移至某個非零狀態，并導致音頻信號失真。 總結 在很多系統中，通常將DS1808置于系統放大級之后，從而改善系統的信噪比。刮片到地連接一個小電容，用來過濾部分開關噪聲。另外，DS1808內部沒有過零探測器，因此其調節音量的步進最佳值為1dB。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
