Los audiófilos a menudo tienen discusiones cualitativas acaloradas sobre la naturaleza de la grabación y reproducción de audio. Si bien la calidad de reproducción puede ser subjetiva para el oyente, la electrónica es más cuantitativa.
Este artículo explorará los conceptos básicos de la electrónica de audio de alta fidelidad (Hi-Fi), incluido el recientemente lanzado BD34301EKV de ROHM Semiconductor.
El paquete de cuatro pisos BD34301EKV. Imagen utilizada por cortesía de ROHM Semiconductor
El BD34301EKV es el convertidor DAC Hi-Fi de 32 bits más nuevo de la familia de productos ROHM MUS-IC. Este convertidor ha sido seleccionado por Luxman Corporation, un fabricante de equipos de audio de alta gama porque se dice que tiene un "sonido natural y fácil de escuchar".
Texas Instruments identifica algunos parámetros clave para producir electrónica de audio de alta fidelidad. Estos parámetros se distribuyen entre tres bloques electrónicos principales: el DAC, el amplificador I / V (también llamado amplificador de impedancia trans) y el amplificador diferencial.
El parámetro más crucial es el THD + N (distorsión armónica total y ruido), que es inferior a -110 dB, una relación señal-ruido superior (> 110 dB) y un rango dinámico que permite el rango completo de humanos. audición (120 dB).
Antes de analizar la electrónica específica, es necesario considerar el ruido del sistema con más profundidad.
El camino hacia la alta fidelidad es muy tranquilo, como en 3,16 μV de ruido en una señal de 1 Vrms.
Con umbrales de ruido tan bajos, los ingenieros deben centrarse en fuentes de alimentación de ruido ultrabajo con redes de suministro de energía (PDN) diseñadas adecuadamente. Estos PDN deben tener en cuenta las características de impedancia de los condensadores de derivación y la resistencia térmica de cada IC en la cadena de señal.
TI incluso recomienda el uso de amplificadores de bajo ruido en lugar de una caída de carga (LDO) menos rentable. Según TI, el OPA1688 es un amplificador operacional útil para producir la potencia requerida para la cadena de señal de audio.
Un diseño de fuente de alimentación de ruido ultrabajo para audio de alta fidelidad. Imagen utilizada por cortesía de Texas Instruments
A continuación, veremos el nuevo convertidor de digital a analógico de 32 bits de ROHM y un circuito de ejemplo para una etapa de salida de un amplificador de audio.
El convertidor de ROHM está disponible en 12.0 x 12.0 x 1.0 mm 64pin-QFP y afirma poseer todas las características clave de un DAC de alta fidelidad, incluyendo menos de -115 dB THD + N y una relación señal-ruido (SNR) y rango dinámico superior a 130 dB.
Diagrama de bloques para el BD34301EKV DAC y amplificadores externos. Imagen utilizada por cortesía de ROHM Semiconductor
El circuito de aplicación estándar incluye la unidad DAC así como un proceso de amplificación externa de dos canales y dos etapas. Como es típico con la mayoría de los DAC de audio de gama alta, el BD34301EKV es un dispositivo de salida en modo actual.
La salida DAC debe convertirse en una fuente de voltaje mediante un amplificador de impedancia trans alimentada a un amplificador diferencial para producir un voltaje de un solo extremo apropiado para una salida de audio analógica de un solo canal.
Un amplificador de potencia a menudo sigue la conversión de audio digital a analógico, y ahí es donde las cosas pueden ponerse muy interesantes ya que el filtrado puede volverse bastante intenso.
La amplificación de potencia, la etapa final antes de que el audio se conecte a una carga de altavoz, es de un solo extremo. El circuito LM3886 a continuación es un amplificador monocanal de 68 W con "silencio" de TI.
El diagrama de circuito LM3886. Imagen utilizada por cortesía de Texas Instruments
El amplificador LM3886 indica que pasará fácilmente cualquier señal hasta aproximadamente 1 MHz. Sin embargo, esto puede ser un problema si solo desea pasar en el rango de 20 Hz a 20,000 Hz.
La solución al problema de la banda de paso es el filtrado. Las entradas están fuertemente filtradas para estrechar la banda de paso y limitar el sesgo de CC (un contribuyente significativo de ruido). La salida también se filtra para compensar los elementos parásitos de los cables de los altavoces.
Eso es lo básico de la electrónica de alta fidelidad, aunque ciertamente podríamos ampliar muchos otros parámetros, incluidos los índices de rechazo de modo común, los índices de rechazo de la fuente de alimentación, el aislamiento de los canales izquierdo y derecho.
La nueva tarjeta de evaluación, completa con el diseño de referencia. Imagen utilizada por cortesía de ROHM Semiconductor
El nuevo DAC de 32 bits de ROHM ofrece conversión de alta resolución de audio masterizado digitalmente para equipos de audio de alta gama.
Imagen destacada utilizada por cortesía de ROHM Semiconductor
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