HXJ9005技术资料

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禅米黄
7 years ago
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1 概述一款双通道桥接的音频功率放大器, 在 5V 电源电压 4Ω 负载时, 可提供 3.5W 的功率具有低功耗关断模式和过温保护功能在电路启动时, 具有缓冲及防抖动功能此外, 当接立体耳机时, 芯片可以单终端工作模式驱动立体耳机具有外部控制的低功耗关断功能, 采用独特的技术减小噪声 ( 开机时的滴答声与爆裂声 ) 和失真度功能特性 1. PO 为 10% THD+N, VDD = 5V 2. RL = 4Ω 3.5W (typ) 3. RL = 8Ω 1.7W (typ) 4. 掉电模式漏电流小, 小于 1µA 5. 上电掉电噪声抑制 6. 工作电压范围 :2.5V 5.5V 7. 具有休眠控制功能应用领域 1 多媒体监听器 2 手提 / 台式电脑 3 便携式音频系统封装形式采用无铅封装 : SOP-16 引脚分布

控制的低功耗关断功能, 采用独特的技术减小噪声 ( 开机时的滴答声与爆裂声 ) 和失真度功能特性 1. PO 为 10% THD+N, VDD = 5V 2. RL = 4Ω 3.

2 管脚描述符号管脚号描述 +OUTA 15 左声道输出端, 正相 V DD 9,16 电源 -OUTA 1 左声道输出端, 反相 INA 2 左声道输入端 GND 3,4,5,11,14 地 BYP 7 内部共模电压输出 INB 6 右声道输入端 -OUTB 8 右声道输出端, 反相 +OUTB 10 右声道输出端, 同相 SHUTDOWN 13 掉电控制管脚, 低电平芯片关断, 高电平正常工作 HP_IN 12 耳机输出控制开关最大极限值参数最小值最大值单位说明电源电压 6 V 储存温度 o C 输入电压 -0.3 V 功耗 mw 内部限制耐 ESD 电压 2000 V HBM 节温 150 推荐工作温度 o C 典型值 150 o C 推荐工作电压 V 热阻 34 焊接温度 215 o C/W o C 60 秒内

高电平正常工作 HP_IN 12 耳机输出控制开关最大极限值参数最小值最大值单位说明电源电压 6 V 储存温度 -65 150 o C 输入电压 -0.

3 数字逻辑特性参数最小值典型值最大值单位说明电源电压为 5V 电源电压为 3V 性能指标特性 I DD VIH 1.5 V VIL 1.3 V VIH 1.3 V VIL 1.0 V 符号参数测试条件最小值标准值最大值单位电源静态电流 V IN =0V,I O =0A, 无负载 5 7 ma 电源静态电流 V IN =0V,I O =0A, 负载 8Ω 6 8 ma I OFF 芯片掉电漏电流 µa V OS 输出失调电压 mv P O 输出功率 (R L =4Ω) THD+N=10%,f=1KHz 3 W T D 芯片唤醒时间 100 ms THD+N 总谐波 + 失真噪声 P O =0.5W rms; f=1khz % PSRR 电源电压抑制比 Vripple=200mVP-P, 正弦波, 输入接 10Ω 电阻 (f = 217Hz) 67 (f = B Crosstalk 通道分离度 C B =1µF,f=1KHz 70 db 芯片性能指标 1(VDD=5.0V,TA=25oC) 1kHz) db 符号参数测试条件最小值典型值最大值单位 I DD 电源静态电流 V IN =0V,I O =0A, 无负载 ma 电源静态电流 V IN =0V,I O =0A, 负载 8Ω 5 7 ma I OFF 芯片掉电漏电流 µa V OS 输出失调电压 3 18 mv P O 输出功率 (R L =4Ω) THD+N=10%,f=1KHz 1.7 W T D 芯片唤醒时间 75 ms THD+N 总谐波失真 + 噪声 P O =0.3.5W rms; f=1khz % PSRR 电源电压抑制比 V ripple =200mV P-P, 正弦波, 输入接 10Ω 电阻 (f =217Hz) 68 (f = 1kHz) B Crosstalk 通道分离度 C B =1µF,f=1KHz 70 db 芯片性能指标 2(VDD=3.6V,TA=25oC) db

7 20 mv P O 输出功率 (R L =4Ω) THD+N=10%,f=1KHz 3 W T D 芯片唤醒时间 100 ms THD+N 总谐波 + 失真噪声 P O =0.5W rms; f=1khz 0.5 0.

4 应用说明内部两个通道分别集成两个运算放大器, 每通道第一个放大器的增益可以调整反馈电阻来设置, 后一个为电压反相跟随, 从而形成增益可以配置的差分输出的放大驱动电路. 外部电阻配置运算放大器的增益由外部电阻 Rf Ri 决定, 其增益为 Av=2 Rf/Ri, 芯片通过 -OUT(A,B) +OUT(A,B) 输出至负载, 桥式接法桥式接法比单端输出有几个优点 : 其一是, 省却外部隔直滤波电容单端输出时, 如不接隔直电容, 则在输出端有一直流电压, 导致上电后有直流电流输出, 这样即浪费了功耗, 也容易损坏音响其二是, 双端输出, 实际上是推挽输出, 在同样输出电压情况下, 驱动功率增加为单端的 4 倍, 功率输出大芯片功耗功耗对于放大器来讲是一个关键指标之一, 差分输出的放大器的最大自功耗为 :P DMAX =4 (V DD ) 2 /(2 2 R L ) 必须注意, 自功耗是输出功率的函数在进行电路设计时, 不能够使得芯片内部的节温高于 T JMAX (150 o C), 根据芯片的热阻 Θ JA 来设计, 可以通过自己散热铜铂来增加散热性能如果芯片仍然达不到要求, 则需要增大负载电阻降低电源电压或降低环境温度来解决电源旁路在放大器的应用中, 电源的旁路设计很重要, 特别是对应用方案的噪声性能及电源电压抑制性能设计中要求旁路电容尽量靠近芯片电源脚典型的电容为 10uF 的电解电容并上 0.1uF 的陶瓷电容在应用电路中, 另一电容 CB( 接 BYP 管脚 ) 也是非常关键, 影响 PSRR 开关 / 切换噪声性能一般选择 0.1uF~1uF 的钽电容掉电模式为了节电, 在不使用放大器时, 可以关闭放大器, 有掉电控制管脚, 可以控制放大器是否工作该控制管脚的电平必须要接满足接口要求的控制信号, 否则芯片可能进入不定状态, 而不能够进入掉电模式, 其自功耗没有降低, 达不到节电目的外围元件的选择正确选择外围元器件才能够确保芯片的性能, 尽管能够有很大的余量保证性能, 但为了确保整个性能, 也要求正确选择外围元器件在单位增益稳定, 因此使用的范围广通常应用单位增益放大来降低 THD+N, 是信噪比最大化但这要求输入的电压最大化, 通常的 CODEC 能够有 1Vrms 的电压输出另外, 闭环带宽必须保证, 输入耦合电容 Ci( 形成一阶高通 ) 决定了低频响应, 选择输入耦合电容过大的输入电容, 增加成本增加面积, 这对于成本面积紧张的应用来讲, 非常不利显然, 确定使用多大的电容来完成耦合很重要实际上, 在很多应用中, 扬声器 (Speaker) 不能够再现低于 100Hz-150Hz 的低频语音, 因此采用大的电容并不能够改善系统的性能除了考虑系统的性能, 开关 / 切换噪声的抑制性能受电容的影响, 如果耦合电容大, 则反馈网络的延迟大, 导致 pop 噪声出现, 因此, 小的耦合电容可以减少该噪声另外, 必须考虑 CB 电容的大小, 选择 CB=1uF,Ci=0.1uF~0.39uF, 可以满足系统的性能设计参考实例设计规格输出功率 3.5W 负载阻抗 4 欧姆输入电平 1V rms 输入电阻 20KΩ 带宽 100Hz~20KHz+/-0.25Db

则在输出端有一直流电压, 导致上电后有直流电流输出, 这样即浪费了功耗, 也容易损坏音响其二是, 双端输出, 实际上是推挽输出, 在同样输出电压情况下, 驱动功率增加为单端的 4 倍, 功率输出大芯片功耗功耗对于放大器来讲是一个

5 首先确定最小工作电压根据的输出功率与电源电压的关系图, 可以确定电源电压应选择 5.0V 电源电压的裕量可以保证输出 3.5W 的功率而不失真选择电压后, 然后考虑功耗的问题考虑自身功耗确定电压增益要求 A VD 大于 SQRT(P O R L )/V IN, 即 V orms /V inrms, 而 R f /R i =AVD/2, 在该设计中, 可以计算得出 A VD 最小为 2.83, 选择 A VD =3, 可以计算得到 R i =20KΩ,R f =30KΩ 最后根据带宽要求来确定输入电容输入低频的 -3dB 带宽为 100Hz,1/5 低频点低于 -3dB 约 0.17dB 及 5 倍高频点 ), 在规格要求以内, 取 f L =20Hz, f H =100KHz, 因此可得 C i 约 0.39uF 高频点 f H 由放大器的 GBW 决定, 至少要求 GBW 大于 A VD f H =300KHz, 远小于的 3.5MHz HP-IN 功能给 HP-IN 加上一个 4V~VDD 的电压可关断运算放大模块 A2 和 A4, 使桥式连接的负载失效当此 IC 处于单终端工作模式时静态电流也会随之减小 /SD 1 VDD -OUT A 5 100kΩ Co 100uf 100kΩ HP CONTROL -OUT B 12 Co 100uf 1kΩ 1kΩ 图 2 立体耳机工作电路示意图图 2 为耳机控制功能工作示意图, 当没有耳机插头接入插孔时,R1-R2 分压电阻使提供到 HP-IN 管脚 (16 脚 ) 的电压近似为 50mV, 驱动 A3 和 A4 处于工作状态, 使工作于桥式模式输出耦合电容隔离半供给直流电压, 起到保护耳机的作用输入 HP-IN 管脚的电压为 4V 当工作于桥式模式时, 实质上负载两端的电压为 0V 因此甚至为理想状态下, 难以引发放大器处于单终端输出的工作模式耳机接入耳机插孔使得耳机插孔与 -OUTA 分离并使 R1 上接 HP 管脚的电压至 VDD 这样耳机关断功能把 A2 和 A4 给关断且桥式连接的扬声器就不工作了, 放大器便驱动输出耦合阻抗为 R2 和 R3 的耳机, 当耳机阻抗为典型值 32Ω 时, 输出耦合阻抗 R2 R3 对输出驱动能力的影响可忽略不计图 2 也是耳机插孔的内部连接关系示意图, 插孔为一组三线插头的设计, 尖端和环分别为立体双声道的一个信号输出, 然而最外端的环为地当连接耳机时有一个控制端连接的耳机插孔足以驱动 HP-IN 管脚一个微处理器或开关可以代替耳机插孔中连接控制端的功能, 微处理器或开关向 HP-IN 提供 4V~VDD 的电压, 这样连接扬声器的桥式模式便停止工作且 A1 和 A2 分别驱动耳机的左右声道

83, 选择 A VD =3, 可以计算得到 R i =20KΩ,R f =30KΩ 最后根据带宽要求来确定输入电容输入低频的 -3dB 带宽为 100Hz,1/5 低频点低于 -3dB 约 0.

6 注意事项单位增益稳定, 但如果增益超过 10 倍 (20dB) 时, 额外的反馈电容 Cf 需要并联在电阻 Rf 上, 避免高频的振荡现象但必须要求与 Rf 组成的极点频率高于 fh( 在实例中为 300KHz), 如本例中选择 Cf 为 25pF 时, 转折频率为 320KHz 可以满足要求设计的电路图封装尺寸图 SOP-16 封装尺寸图

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NS4990用户手册 NS499 NS499 用户手册 V1.1 深圳市纳芯威科技有限公司 21 年 9 月 Nsiway 1 NS499 修改历史日期版本作者修改说明 21,9 V1.1 第 18 页 DFN(3 3)-8 封装尺寸图第 19 页 DFN(2 2)-8 封装尺寸图 Nsiway 2 NS499 目录 1 功能说明... 5