引言

MAX5406是Maxim公司推出的一種音頻處理器，該芯片內含雙通道32階（每級2 dB）對數式直流音量控制、分壓式平衡控制、線性數字分壓式低音、高音音調控制以及超低音、聲像擴展和偽立體聲控制電路。

MAX5406采用BiCMOS工藝，可采用簡單的回彈式按鈕控制所有功能，且不再需要另外的微處理器進行功能轉換；芯片的控制輸入端具有防抖動功能，并可根據按鈕持續按動時間的長短自動切換調節速率：小于32 ms則判斷為抖動而不予響應，小于1 s時僅改變1次，按鈕按下并保持大于l s時，以4 Hz的速率進行調節，大于4 s則以16 Hz的速率進行調節：多個按鈕同時按下則判斷為誤按而不予響應；器件的兩套單端或差分立體聲輸入可相加或混合應用；上電時音量自動設定為-20 dB；使用時可選用單2.7～5.5 V或±2.7 V等操作電壓；內置的被動式輸入RF濾波器可防止高頻信號進入揚聲器，而噪聲抑制功能則消除了開關機和調節過程中的可聞噪音。

MAX5406具有功能完善、操作界面友好、保真度高、線路簡潔等特點，適合在汽車音響、便攜式播放器、平板電視以及計算機等音響系統中應用。

1 引腳功能與內部結構

MAX5406采用48腳TSSOP和TOFN兩種封裝，兩種封裝功能相同，僅引腳排序不同。采用TSSOP48封裝的MAX5406引腳名稱與功能見表1所列，芯片所有輸入端均被內部50 kΩ電阻上拉至邏輯電壓VLOGIC。

2、工作原理

2.1 音量控制與平衡控制

通過MAX5406可實現按鈕每按動一次改變2dB的對數型分壓式音量電平控制。調節時。左右通道將同時升降，因而左右平衡不受影響且可保持音量開始調節時的狀態。

MAX5406采用雙分壓計來調節左右聲道的平衡。按BALR一次，右通道提升1 dB而左聲道衰減1 dB，其結果將導致右聲道比左聲道音量大2dB，但總音量在平衡調節過程中保持不變。

2.2 音調控制

為MAX5406音調調節部分的電路結構，推薦的低音、高音轉折點分別為100 Hz （低音）和10 kHz（高音），用線性分壓方式可以對低音和高音進行超過±10 dB的幅度調節。其實際響應由外部元件和內部結構共同決定，并可由以下公式確定3dB點的頻率：

式中，RBPOT=116 kΩ，RT=3.5 kΩ。低音、高音的轉折頻率為：

式中，RB為40 kΩ。給出不同的電容CB和CT就可以設計出不同的轉折頻率，從而使電路達到所期望的響應數值。

將BASSUP和BASSDN連接在一起可實現低音推動按鈕，低音推動可將BASSUP和BASSDN鎖定在0 dB和最大值之間，從而滿足一些簡單而不需要單獨可變的低音控制功能的設計需要。

2.3 聲像擴展（環繞）控制

MAX5406可以為音效盒、耳機、電腦揚聲器系統以及其它一些使用時不能較寬地拉開物理距離的音頻產品提供音像擴展控制功能，以使立體聲聲像信號展寬到超過實際揚聲器距離的位置。如在使用耳機時，由于耳朵、大腦和聲像擴展電路的共同作用，人們感覺到聲音是超越這兩個揚聲器聲源的空間的，其分布發自頭腦的某一空間位置，事實上，在耳機內，這種空間實際是不存在的。這是通過在左右聲道信號中加入了一些模擬拓展空間感的單聲道成分來增大左右聲道在聽覺上的距離來實現的。這個功能可由MAX5406內部線路和外部網絡共同完成。展寬效果可由AMB按鈕鎖定在展寬（full effect）和正常（normal）之間，展寬效果可由下式確定：

式中，（LIN-RIN）／4是在LMR端的輸出信號，如果FL（S）=FR（S）=2（在LMR與AMBLI，AM-BRI間連接乘法器），則有：

實際上，在更高級的應用中，也可以用一個濾波網絡來過濾和延遲LMR信號。

2.4 偽立體聲的獲得

偽立體聲通常是用一個單聲道信號模擬一個近似的立體聲信號．可用下式決定偽立體聲的效果：

式中，（LIN+RIN）／4是在LPR端的輸出信號，通過在LPR與AMBLI、AMBRI間連接一個偽立體聲網絡可以在輸出端獲得偽立體聲信號。

2.5 上電復位

當MAX5406的VLOGIC跌落到2.2 V以下并且又返回到2.7 V以上時，MAX5406就進行上電復位，此時音量置靜音（-90 dB），如果沒有檢測到歸零信號，電路將在經過0.7 s后以每步2 dB步進到-20 dB，而其它控制保持在0 dB位置。

2.6 關斷（SHDN）與靜音（MUTE）

在關斷模式，MAX5406將記憶每一控制設置的位置并將輸出設置在衰減的最大位置，當從關斷模式返回時，所有設置均恢復原值。關斷期間，器件不接受其它任何按鈕的輸入。

MAX5406有一個相對于滿幅度衰減90dB的靜音功能。靜音時，所有設置均鎖定在分壓計的最低位置，再一次按下MUTE鍵時靜音將解除，此時所有控制恢復靜音前的設定值。

2.7 偏置發生器

MAX5406內部能產生一個（VDD+VSS）／2的偏置電壓供輸入放大器使用。對于通常的單電源單端輸人信號，設計時應連接R1_L、L1_L、R2_L和L2_L到VBIAS，并將VSS接地。注意，不能用VBIAS為外部其它線路供電。

2.8 多按鈕同時按下功能

MAX5406對于兩個或多個按鈕同時按下不予理睬和響應，并且只有在按鈕釋放50 ms后才有響應。

2.9 超低音輸出

MAX5406的左右聲道輸入信號相加合成并濾波后可產生單聲道的超低音輸出信號，超低音輸出是一個帶通信號，可用下列公式計算帶通截止頻率：

式中，R-s=RRS=RLS，常值為13.8 kΩ；RCSUB常值為10.6 kΩ；CC-S=CCLS=CCRS，選擇不同電容值可改變截止頻率，一般選擇帶通濾波器的截止頻率為15Hz和100 Hz。

3、功放電路

MAX5406配合MAX9754構成的功放系統應用電路。MAX9754是帶有DirectDrive耳機放大器和耳機插入監測、關斷功能的D類音頻功放電路，其THD+N僅0.03％，單電源供電的耳機放大器，其輸出對地偏置且無需隔直電容，此外，D類功放也無需輸出濾波器，并可在單+5V供電時向4 Ω負載提供2.2 W（THD+N=1％）的功率，且其效率將超過80％，因而是小型播放器的理想配置。

4、結束語

MAX5406與部分常用音調控制專用集成電路的主要功能與性能比較，可以看出，MAX5406除功能完善和操作界面友好外，其電聲指標也是非常優秀的。