Microsoft Word - HT8691_Datasheet_CN_V1.2

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戽欲党
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1 内置 BOOST 升压和防破音功能的 7.0W D/AB 类音频功率放大器特点防削顶失真功能( 防破音, Anti-Clipping Function, ACF) 免滤波器数字调制, 直接驱动扬声器输出功率 5.5W (VBAT=4.2V, PVDD = 6.5V, RL=4Ω, THD+N=10%) 7.0W (VBAT=4.2V, PVDD = 7.0V, RL=3Ω, THD+N=10%) 3.0W (VBAT=4.2V, PVDD = 6.5V, RL=8Ω, THD+N=10%) 电源 - 升压输入 VBAT:2.5V 至 5.5V - 升压输出 PVDD:VBAT 至 7.5V BOOST 输出电压可调 AB/D 类可切换保护功能: 过流 / 过热 / 欠压异常保护功能无铅封装, SOP8L-PP 应用蓝牙音箱便携式音箱 2.1 声道小音箱扩音器 iphone/ipod/ipod docking MP4, 导航仪平板电脑, 笔记本电脑智能手机小尺寸 LCD 电视 / 监视器便携式游戏机概述是一款内置 BOOST 升压模块的 D 类音频功率放大器内置的 BOOST 升压模块可通过外置电阻调节升压值, 即使是锂电池供电, 在升压至 6.5V 时,10% THD+N,4Ω 负载条件下能连续输出 5.5 W 功率 ; 升压至 7V,3Ω 负载条件下则能连续输出 7.0W 功率其支持外部设置调节 BOOST 输出电压的最大特点是防削顶失真 (ACF) 输出控制功能, 可检测并抑制由于输入音乐语音信号幅度过大所引起的输出信号削顶失真 ( 破音 ), 也能自适应地防止在 BOOST 升压电压下降所造成的输出削顶, 显著提高音质, 创造非常舒适的听音享受, 并保护扬声器免受过载损坏同时芯片具有 ACF-Off 模式具有 AB 类和 D 类的自由切换功能, 在受到 D 类功放 EMI 干扰困扰时, 可随时切换至 AB 类音频功放模式内部集成免滤波器数字调制技术, 能够直接驱动扬声器, 并最大程度减小脉冲输出信号的失真和噪音输出无需滤波网络, 极少的外部元器件节省了系统空间和成本, 是便携式应用的理想选择此外, 内置的关断功能使待机电流最小化, 还集成了输出端过流保护片内过温保护和电源欠压异常保护等功能典型应用图 Dx Battery 470 µ F 10 µf 1µF 1Ω 10nF 2 3 LX PVDD FB Rd1 1 Rd2 1µF 10 µf 470 µ F 3.3nF CTRL 8 9-GND 1KO C IN 0.1uF C IN 0.1uF R IN 56KΩ R IN 56KΩ 6 IN+ OUT+ 7 4 IN- OUT- 5 TEL: /2017 V1.2 panxia168@126.com

2 引脚信息 FB 1 8 CTRL LX PVDD GND 7 6 IN- IN+ OUT- 4 5 OUT+ SOP8L-PP Top View 引脚定义 *1 SOP Terminal No. Name I/O ESD Protection Function 1 FB I PN 升压反馈点 2 LX I - 升压整流管输入 3 PVDD Power PN 升压输出和功率电源 4 OUT- O - 输出负端 l(btl-) 5 OUT+ O 输出正端 (BTL+) 6 IN+ I PN 输入正端 (differential +) 7 IN- I PN 输入负端 (differential -) 8 CTRL I PN 控制输入 9 GND* GND PN 电源地 *1 I: Input O: Output * Do make sure that the GND pin is grounded into the Ground plane connecting into the power ground. 订货信息 H T XX 封装形式产品型号封装形式顶面标记工作温度范围包装和供货形式 SP SOP8L-PP *2:##### is production track code. SP B##### *2-40 ~85 Tape 100PCS -2-8/2017 V1.2

3 电气特性极限工作条件 *3 参数符号最小值最大值单位升压输出和功率电源 PVDD V 输入信号电压范围 (IN+, IN-) VIN -0.6 PVDD+0.6 V 输入信号电压范围 ( 除 IN+, IN- 外 ) VIN -0.3 PVDD+0.3 V 工作环境温度范围 TA 工作结温范围 TJ 储存温度 TSTG 注 3: 为保证器件可靠性和寿命, 以上绝对最大额定值不能超过否则, 芯片可能立即造成永久性损坏或者其可靠性大大恶化若输入端电压在可能超过 PVDD/GND 的应用环境中使用, 推荐使用一个外部二极管来保证该电压不会超过绝对最大额定值推荐工作条件参数符号条件最小值典型值最大值单位升压输出和功率电源 *4 PVDD VBAT V 工作环境温度范围 Ta 扬声器阻抗 RL SOP8L-PP 4 Ω *4: PVDD 的上升时间应当超过 1μs 电气特性 *5 BOOST Converter 参数符号条件最小值典型值最大值单位 BOOST 输出电压 PVDD VBAT V BOOST 开关频率 fsw 410 khz BOOST 最大输出电流峰值 ILIMTRIP 2.3 A Class D Channel VSS=0V, VBAT =3.6V, RIN = 56K, Ta=25ºC, CIN=0.1uF, ACF-Off mode, unless otherwise specified 载波调制频率 fpwm 410 khz D 类过流保护值 Imax 5 A 系统增益 Av0 RIN=56 kω 26 db 上电启动时间 ( 或从关断唤醒时间, 或从 AB 类切换至 D 类唤醒时间 ) tstup 280 ms ACF 衰减增益 Aa db 关断电流 ISD CTRL=VSS 25 µa PVDD = 6.5V 输出功率 PO RL=4Ω RL=3Ω, PVDD=7.0V VBAT=4.2V, f=1khz, THD+N=10% -3-8/2017 V RL=8Ω 3.1 RL=4Ω VBAT=4.2V, 4.4 f=1khz, RL=8Ω THD+N=1% 2.5 总谐波失真加噪声 THD+N PO=1W RL=4Ω, f=1khz 0.10 % 输出噪声 VN f=20hz~20khz, A weighted, Av=26dB 150 µvrms 信噪比 SNR A weighted, Av=26dB, THD+N = 1% 90 db 失调电压 VOS ±2 mv 效率 (Class D + Boost) η VBAT=3.6V, RL=4Ω+22uH, THD+N = 10% 75 % VBAT=3.6V, RL=8Ω+33uH, THD+N = 10% 80 % 静态电流 IBAT No Load Input 20 ma W

4 最大输入信号 VINmax With Load *6 Grounded 20 ma fin = 1kHz, THD+N 10%, ACF ON 1.2 Vrms Class AB Channel *7 VSS=0V, VBAT =3.6V, Av=20dB, Ta=25ºC, CIN=0.1uF, unless otherwise specified RL=4Ω, VBAT=3.6V 1.3 W RL=4Ω, f=1khz, VBAT=4.2V THD+N=10% 1.8 输出功率 PO RL=4Ω, VBAT=5.0V 2.65 W RL=4Ω, VBAT=3.6V 1.0 W RL=4Ω, f=1khz, VBAT=4.2V THD+N=1% 1.5 RL=4Ω, VBAT=5.0V 2.1 W 总谐波失真加噪声 THD+N PO=0.01W RL=4Ω, 0.12 % PO=0.1W f=1khz 0.1 % 输出噪声 VN f=20hz~20khz, A weighted, Av=20dB 信噪比 SNR A weighted, Av=20dB, THD+N = 1% 90 db 失调电压 VOS ±4 mv 效率静态电流 η IBAT 75 µvrms RL=4Ω+22uH, THD+N = 10% 70 % RL=8Ω+33uH, THD+N = 10% 74.5 % No Load Input 20 ma With Load Grounded 20 ma 系统增益 Av0 RIN=56 kω 20 db 上电启动时间 ( 或从关断唤醒时间, 或从 D 类切换至 AB 类唤醒时间 )) Digital Input/Output ACF Off 模式设置阈值 (Class D, 升压开启 ) ACF ON 模式设置阈值 (Class D, 升压开启 ) ACF Off 模式设置阈值, (Class AB, 升压关闭 ) *8 tstup 280 ms VMOD PVDD V VMOD V VMOD V SD 关断模式设置阈值 VMOD V SD 关断恢复电压 VCTRL_ON 0.8 CTRL 内部下拉电阻 RCTRL 300 KΩ MISCELLANEOUS VBAT 电源的启动阈值 VUVLH 2.5 V VBAT 电源的关断阈值 VUVLL 2.0 V 注 5: 以上模拟特性随所选元件和 PCB 布局而有所变化注 6: 此处负载使用 4ohm+22uH 来模拟喇叭注 7: AB 类模式下,DCDC 模块自动关闭, 由于外置二极管的压降, 实际提供 AB 类电源 PVDD 电压是 V BAT V F, 而 V F 在不同器件不同电流下会有所不同, 注 8: ACF ON 模式仅对 D 类模式有效 -4-8/2017 V1.2

5 典型特性曲线 Class D Channel Condition: Class D mode, VBAT = 3.6V, PVDD = 6.5V fin = 1kHz, RIN = 56k, Gain = 26dB, ACF off, Output = Load + Filter, Load = 4ohm, Filter = 100ohm + 47nF, unless otherwise specified -5-8/2017 V1.2

6 -6-8/2017 V1.2

7 Class AB Channel Condition: Class AB mode, VBAT = 3.6V, fin = 1kHz, RIN = 56k, Gain = 20dB, Output = Load = 4ohm, unless otherwise specified -7-8/2017 V1.2

8 -8-8/2017 V1.2

功能描述及应用信息 BOOST 升压 (1) BOOST 输出电压配置 Boost 升压模块的输出电压 PVDD 可由外部配置, 如下图所示,PVDD = 1.24*(Rd1+Rd2)/Rd2 建议取值如下表, 并可根据实际应用进行微调 Fig. 1 FB Terminal Configuration Table 1.

3nF 在输出 PVDD 较大使用功率较大音乐波动较大的情况下, 建议在 LX 端加入 RC, 如图 2, 能起到稳定 DCDC 的作用引入此 RC, 将增加板级的静态电流并降低系统的效率, 说明书中的相关数据均是在加入此 RC 后测得注意 : RC 应尽可能靠近 LX 引脚放置 (3) 电源滤波电容选择 Fig.

9 功能描述及应用信息 BOOST 升压 (1) BOOST 输出电压配置 Boost 升压模块的输出电压 PVDD 可由外部配置, 如下图所示,PVDD = 1.24*(Rd1+Rd2)/Rd2 建议取值如下表, 并可根据实际应用进行微调 Fig. 1 FB Terminal Configuration Table 1. Output Voltage Setting (2) LX 端接 RC 保护 PVDD Rd1 Rd2 Cd2 5.0V 120K 39.5K 3.3nF 6.5V 120K 28K 3.3nF 7.0V 120K 25.5K 3.3nF 7.5V 120k 24k 3.3nF 在输出 PVDD 较大使用功率较大音乐波动较大的情况下, 建议在 LX 端加入 RC, 如图 2, 能起到稳定 DCDC 的作用引入此 RC, 将增加板级的静态电流并降低系统的效率, 说明书中的相关数据均是在加入此 RC 后测得注意 : RC 应尽可能靠近 LX 引脚放置 (3) 电源滤波电容选择 Fig. 2 LX Terminal Configuration 由于输入电压 VBAT 经 BOOST 升压后的 PVDD 直接供电给音频功放, 而音频功放在工作时对电源本身具有较大扰动, 这时, 电源端的滤波就非常重要我们建议, 在 VBAT 和 PVDD 端至少放置一组 1uF 和 10uF 接地电容, 用于吸收纹波和稳定电压, 并尽可能靠近芯片引脚另外,VBAT 和 PVDD 端需各放置一个不小于 220uF 的储能电容, 如果可能, 放置 470uF 电容这些电容应以最短的路径连接至安静可靠的地, 以有效滤波 (4) 电感选择为保证芯片的正常工作, 建议使用 L 4.7uH, DCR<1ohm, ISAT 2.5 A 在输出 PVDD 较大使用功率较大音乐波动较大的情况下, 应适当选择 L 较大的电感 (5) 肖特基二极管的选择和放置为保证芯片的正常工作, 建议使用 VRRM > 12V, VFM<0.5V, IF 1.5 A 的肖特基二极管在输出 PVDD 较大 -9-8/2017 V1.2

10 使用功率较大音乐波动较大的情况下, 应适当选择 IF 较大的肖特基二极管 (6) 布线考虑电源线 (VBAT, PVDD, 包括电源地回路 ),LX 线, 应尽可能使用短粗无弯折的引线连接 ; 应特别注意 LX 端引线, 其开关频率会影响 EMI; VBAT 和 PVDD 端 CIN 应尽可能靠近芯片引脚, 以保证电压的稳定 ; 分压反馈电阻 Rd1 和 Rd2 应尽量靠近 FB,FB 引线应尽量远离干扰源, 如 LX 端所连的电感二极管等 ; IC 的地, 应尽可能以最短的路径和星形结构连接至稳定可靠的地音频功放输入配置接受模拟差分或单端音频信号输入, 产生 PWM 脉冲输出信号 (D 类模式 ) 或音频信号 (AB 类模式 ) 驱动扬声器对差分输入, 通过隔直电容 CIN 和输入电阻 RIN 分别输入到 IN+ 和 IN- 端系统增益 Av 1200k R IN (D 类模式 ) 或 Av 600k R IN (AB 类模式 ), 输入 RC 高通滤波器的截止频率 f c 1 (2πRINC IN) 对单端输入, 则通过 CIN 耦合到 IN+ 端 IN- 端必须通过输入电阻和电容 ( 与 CIN RIN 值相同 ) 接地增益 Av 和截止频率 fc 与差分输入时相同注意系统前级电路的输出阻抗 ZOUT 应不超过 600Ω Front Circuit Front Circuit Z OUT C IN R IN IN+ Z OUT C IN R IN IN+ 600Ω 0.1uF 56kΩ 600Ω 0.1uF 56kΩ IN- IN- Fig. 3 (1) Differential Input; (2) Single-ended Input 音频功放输出一般而言, 输出端可直接连接负载喇叭如果输出端的输出线较长, 或者对 EMI 的要求较高, 则可选择添置铁氧体磁珠或 LC 滤波器另外, 如果输入信号幅度较大 ( 1.0Vrms), 或 DCDC 模块输出电压 PVDD 取值较大, 或负载喇叭阻抗较小 ( 4Ω) 时, 有必要适当增大电源端电容 ( 至少 470uF 以上 ), 并在输出端加入 Snubber 电路和肖特基二极管 ( 如图 4), 防止芯片异常 Ds PVDD OUT+ Ds Rs Cs OUT- Fig. 4 Snubber Circuit and Schottky Diodes for Output Terminal 推荐参数 : Rs: 1.5 ~ 2Ω; Cs: 330pF~680pF; -10-8/2017 V1.2

11 Ds: 正向平均电流 3A; 正向浪涌峰值电流 6A; 正向电压 (IF=3A) 0.5V CTRL 模式设置在 CTRL 端输入不同电压值, 能实现 4 种工作模式, 详见下表 Table. 2 CTRL Terminal Mode Control MODE SYMBOL CTRL Voltage MIN. TYP. MAX. UNIT ACF-Off 模式 (D 类, 升压开启 ) VMOD PVDD V ACF-ON 模式 (D 类, 升压开启 ) VMOD V ACF-Off 模式 (AB 类, 升压关闭 ) VMOD V SD(Shutdown) 模式 VMOD V Notes: ACF-ON 仅适用于 D 类在配置 CTRL 端外部电压时, 需要注意的是, 其内部有一个 300Kohm 下拉电阻, 如下图示 CTRL 外部仍需要下拉电阻, 以保证稳定性在芯片关闭的情况下 (Shutdown 模式 ), 只有当 CTRL 电压大于 0.8V( 建议大于 1.0V), 芯片才能开启 CTRL 300KΩ Fig. 5 CTRL Terminal 在芯片关闭的情况下 (Shutdown 模式 ), 只有当 CTRL 电压大于 0.8V( 建议大于 1.0V), 芯片才能开启因此, 当芯片从关断恢复至 AB 类时, 需要先进入 D 类, 随后再进入 AB 类,D 类的持续时间应控制在 1~10ms, 以防止 pop 声 CTRL 的时序图如下 1~10ms 1V Class D Class AB CTRL ClassAB SD Fig. 6 CTRL Timing for Class AB activated from SD 如果在 AB 类运行中需要关断, 可参考如下 CTRL 时序图 -11-8/2017 V1.2

12 1~10ms 1V Class D Class AB Class AB CTRL ClassAB SD SD MCU 控制设置 Fig. 7 CTRL Timing for SD in Class AB MCU 的 IO 通过外置电阻 (RCTRL1, RCTRL2, RCTRL3 accuracy of 1%) 连接至 CTRL 端口, 可设置不同的模式, 如下图所示 1.8V~5.0V CTRL 1 R CTRL1 MCU CTRL 2 R CTRL2 R CTRL3 C CTRL 0.1µF Fig. 8 CTRL terminal control circuit CTRL 300kΩ Table 3 Mode Setting CTRL1 CTRL2 Mode H H VMOD1 H L VMOD2 L H VMOD3 L L VMOD4 H 代表 MCU 的高电平 ; L 代表 MCU 的低电平, 其需与 HT6881 的 GND 电位相同. 通过 IO 口 CTRL1 和 CTRL2 的 H 和 L 的不同设置, 即可使芯片进入不同的工作模式, 如上表对于不同电压的 MCU 电平, 其高电平不同, 需要不同的外置电阻, 可参考如下表 : -12-8/2017 V1.2

13 CTRL 模式功能描述 (1) ACF ON 模式 R CTRL1 Table 4. H levels vs. Resistor Values R CTRL2 R CTRL3 VH (V) (kohm) (kohm) (kohm) V1(HH) (V) V2(HL) (V) V3(LH) (V) 在 ACF-ON 模式下, 当电路检测到输入信号幅度过大而产生输出削顶时, 通过自动调整系统增益, 控制输出达到一种最大限度的无削顶失真功率水平, 由此大大改善了音质效果此外, 当电源电压下降时, 也能自动衰减输出增益, 实现与 PVDD 下降值相匹配的最大限度无削顶输出水平 (1) Excessive Inputs Input Excessive Inputs Initial Gain Av 0 Clipping Detection ACF Attenuation Gain -10dB Aa 0 Total Gain Av=Av 0 +Aa ACF ON Attack Time Release Time ACF OFF Peak + Peak - Peak + Peak - (2) Appropriate inputs Power Supply Decreasing Initial Gain Av 0 Clipping Detection Total Gain Av=Av 0 +Aa ACF ON Attack Time Release Time + + PVDD Decrease - - ACF Attenuation Gain -10dB Aa 0 Fig. 9 the ACF Function Operation Outline ACF ON 模式下的启动时间 (Attack time) 指在突然输入足够大信号而产生输出削顶的条件下, ACF 启动对放大器的增益调整速率, 以 ms/db 为单位 ; 释放时间 (Release time) 指产生削顶的输入条件消失, 增益退出衰减状态的速率, 以 ms/db 为单位的最大衰减增益为 16dB Table 5 Attack time and Release time ACF mode Attack time Release time ACF-ON 50ms 64ms (2) ACF OFF 模式在 ACF-Off 模式下,ACF 功能被关闭, 不对输出削顶条件作检测, 也不对系统增益作自动调整操作, 系统增益保持为 Av=Av0 恒定不变可能因输出存在破音失真而音质变坏 (3) AB 类模式 -13-8/2017 V1.2

14 在 AB 类模式,ACF 功能是始终关闭的,boost 升压也同时关闭 (4) SD 模式在关断模式 ( 低功耗待机 ) 下, 芯片关闭所有功能并将功耗降低到最小, 输出端为弱低电平状态 ( 内部通过电阻接地 ) 咔嗒 - 噼噗声消除内置控制电路实现了全面的杂音抑制效果, 有效地抑制住了系统在上电下电关断及其唤醒操作过程中出现的瞬态咔嗒 - 噼噗 (Click-Pop) 噪声为达到更优异的咔嗒 - 噼噗声消除效果, 一般情况下, 建议采用 0.1µF 或更小的隔直电容 CIN 同时 POP 噪声还可通过下列上电下电时关断模式的时序控制措施来达到杂声微乎其微的效果, 如下图 : 电源上电时, 保持关断模式, 等电源足够稳定后再解除关断模式电源下电时, 提前设为关断模式 ( 静音模式 ) 总而言之,Pop 声从小到大依次是 : 开关 VBAT> 开关 CTRL t DELAY >t STUP t DELAY >50ms VBAT CTRL V UVLH V UVLL ACF-Off ACF-On ClassAB SD V CTRL_ON OUT Power off SD t STUP Operation SD Power off Fig. 10 Pop-Click Noise Reduction by Shutdown 保护功能具有以下几种保护功能 : 输出端过流保护片内过温保护电源欠压异常保护 (1) 过流保护当检测到一输出端对电源对地或对另一输出端短路时, 过流保护启动, 输出端切换至高阻态, 防止芯片烧毁损坏短路情况消除后, 通过关断唤醒一次芯片, 或重新上电均能使芯片退出保护模式 (2) 过温保护当检测到芯片内温度超过 150 时, 过温保护启动, 正负输出端切换至弱低电平状态 ( 内部通过高阻接地 ), 防止芯片被热击穿损坏 (3) 欠压保护当检测到电源端 VBAT 低于 VUVLL, 启动欠压保护,D 类功放输出端为弱低电平状态 ( 内部通过高阻接地 ); 当检测到 VBAT 高于 VUVLH, 保护模式自动解除, 经启动时间 TSTUP 后进入正常工作状态 -14-8/2017 V1.2

15 PCB Layout -15-8/2017 V1.2

16 封装信息 -16-8/2017 V1.2

Microsoft Word - HT8696_Datasheet_CN_V0.1.doc

Microsoft Word - HT8696_Datasheet_CN_V0.1.doc 0W 防削顶双声道 D 类音频功率放大器特点防削顶失真功能 (Anti-Clipping Function, ACF) 免滤波器数字调制, 直接驱动扬声器输出功率 0.0W (V DD =8.8V, =4Ω, THD+N=0%) 6.70W (V DD =7.2V, =4Ω, THD+N=0%) 过流保护功能过热保护功能欠压异常保护功能无铅无卤封装,SOP6-PP 应用蓝牙音箱便携式音箱