HXJ96 功 能 说 明 HXJ96 是 一 款 双 路 AB 类 桥 式 音 频 功 率 放 大 器 5V 工 作 电 压 时, 最 大 驱 动 功 率 为 3W(4Ω 负 载, THD<%), 音 频 范 围 内 总 谐 波 失 真 噪 声 小 于 %(2Hz~2KHz); HXJ96 的 应 用 电 路 简 单, 只 需 极 少 数 外 围 器 件 HXJ96 输 出 不 需 要 外 接 耦 合 电 容 或 上 举 电 容 和 缓 冲 网 络 HXJ96 采 用 SOP6 封 装, 特 别 适 合 用 于 小 音 量 小 体 重 的 便 携 系 统 HXJ96 可 以 通 过 控 制 进 入 休 眠 模 式, 从 而 减 少 功 耗 ; HXJ96 内 部 具 有 过 热 自 动 关 断 保 护 机 制 HXJ96 工 作 稳 定, 增 益 带 宽 积 高 达 2.5MHz, 并 且 单 位 增 益 稳 定 通 过 配 置 外 围 电 阻 可 以 调 整 放 大 器 的 电 压 增 益, 方 便 应 用 功 能 特 性 输 出 功 率 高 (THD+N<%,KHz 频 率 ): 3W(4Ω 负 载 ) 掉 电 模 式 漏 电 流 小 :.6uA( 典 型 ) 采 用 SOP6 封 装 外 部 增 益 可 调 宽 工 作 电 压 范 围 2.V 5.5V 不 需 驱 动 输 出 耦 合 电 容 自 举 电 容 和 缓 冲 网 络 单 位 增 益 稳 定 应 用 领 域 手 提 电 脑 台 式 电 脑 低 压 音 响 系 统 封 装 和 引 脚 /
HXJ96 管 脚 描 述 管 脚 号 符 号 描 述 SHUTDOWN 掉 电 控 制 管 脚, 高 电 平 有 效, 2 BYPASS 右 通 道 内 部 共 模 电 压 旁 路 电 容 3 +INR 右 通 道 模 拟 输 入 端, 正 相 4 -INR 右 通 道 模 拟 输 入 端, 反 相 5 BYPASS 左 通 道 内 部 共 模 电 压 旁 路 电 容 6 +INL 左 通 道 模 拟 输 入 端, 正 相 7 -INL 左 通 道 模 拟 输 入 端, 反 相 8 N.C. NC 9 VOL 左 通 道 模 拟 输 出 端 VDDL 左 通 道 电 源 正 GNDL 左 通 道 电 源 地 2 VO2L 左 通 道 模 拟 输 出 端 2 3 VOR 右 通 道 模 拟 输 出 端 4 VDDR 右 通 道 电 源 正 5 GNDR 右 通 道 电 源 地 6 VO2R 右 通 道 模 拟 输 出 端 2 最 大 极 限 值 参 数 最 小 值 最 大 值 单 位 说 明 电 源 电 压.8 6 V 储 存 温 度 -65 5 输 入 电 压 -.3 V DD V 功 耗 mw 内 部 限 制 耐 ESD 电 压 3 V HBM 耐 ESD 电 压 2 25 V MM 节 温 5 推 荐 工 作 温 度 -4 85 推 荐 工 作 电 压 2. 5.5 热 阻 θ JC (SOP) 35 θ JA (SOP) 4 θ JC (LLP) 4.3 θ JA (LLP) 56 焊 接 温 度 22 o C o C/W o C/W o C/W o C/W o C 典 型 值 5 o C o C 5 秒 内 2/
HXJ96 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 VIH.5 V VIL.3 V 电 源 电 压 为 3V VIH.3 V VIL. V 电 源 电 压 为 2.6V VIH.2 V VIL. V 性 能 指 标 特 性 符 号 参 数 测 试 条 件 最 小 值 标 准 值 最 大 值 单 位 V DD 电 源 电 压 2. 5.5 V I DD 电 源 静 态 电 流 V IN =V,I O =A, 6 ma I SD 关 断 漏 电 流.8 2 µa V OS 输 出 失 调 电 压 5.7 5 mv R O 输 出 电 阻 7 8.5 KΩ THD=%,f=KHz LLP 封 装,R L =3Ω LLP 封 装,R L =4Ω 2.35 2 W P O 输 出 功 率 其 他 封 装,R L =8Ω.2 THD+N=%,f=KHz LLP 封 装,R L =3Ω LLP 封 装,R L =4Ω 其 他 封 装,R L =8Ω 3 2.5.5 W +N R THD PSR 总 失 真 度 + 噪 声 A VD =2 2Hz f 2KHz LLP 封 装,R L =4Ω,PO=.6W. 其 他 封 装,R L =8Ω,PO=W %.2 电 源 抑 制 比 V DD =4.9V 到 5.V 65 8 db 3/
HXJ96 典 型 参 考 特 性 总 谐 波 失 真 (THD), 失 真 + 噪 声 (THD+N), 信 噪 比 (S/N) THD vs Frequency T=25,Vdd=5V,RL=8Ω,and Po=5mW THD vs Frequency T=25,Vdd=3.3V,RL=8Ω,and Po=425mW THD vs Frequency T=25,Vdd=2.5V,RL=8Ω,and Po=5mW THD(%).2..8.6.4.2, THD(%)..8.6.4.2, THD(%).4.2..8.6.4.2, THD(%).2.5..5 THD vs Frequency T=25,Vdd=3.3V,RL=4Ω,and Po=425mW, THD(%) THD vs Frequency T=25,Vdd=2.5V,RL=4Ω,and Po=5mW.3.25.2.5..5., THD+N vs Frequency T=25,Vdd=5V,RL=8Ω,and Po=5mW.2..8.6.4.2, THD+N vs Frequency T=25,Vdd=3.3V,RL=8Ω,and Po=425mW THD+N vs Frequency T=25,Vdd=2.5V,RL=8Ω,and Po=5mW THD+N vs Frequency T=25,Vdd=3.3V,RL=4Ω,and Po=425mW..8.6.4.2,.4.2..8.6.4.2,.2.5..5, THD+N vs Frequency T=25,Vdd=2.5V,RL=4Ω,and Po=5mW.3.25.2.5..5., T=25,Vdd=5V,RL=8Ω,and Po=5mW 9 8 7 6 5 4 3 2, T=25,Vdd=3.3V,RL=8Ω,and Po=425mW 9 8 7 6 5 4 3 2, 4/
HXJ96 T=25,Vdd=2.5V,RL=8Ω,and Po=5mW T=25,Vdd=3.3V,RL=4Ω,and Po=425mW T=25,Vdd=2.5V,RL=4Ω,and Po=5mW S / N ( db) 9 8 7 6 5 4 3 2, 9 8 7 6 5 4 3 2, 9 8 7 6 5 4 3 2, T=25,Vdd=2.5V,RL=8Ω,and Po=5mW T=25,Vdd=3.3V,RL=4Ω,and Po=425mW T=25,Vdd=2.5V,RL=4Ω,and Po=5mW S / N ( db) 9 8 7 6 5 4 3 2, 电 源 电 压 抑 制 比 9 8 7 6 5 4 3 2, 9 8 7 6 5 4 3 2, PSRR(dB) PSRR( db) VDD=5V,RL=8Ω, 输 入 接 Ω 电 阻 - -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 -,, VDD=3.3V,RL=8Ω, 输 入 悬 空 - -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 -,, PSRR(dB) PSRR(dB) - -9-8 -7-6 VDD=5V,RL=8Ω, 输 入 悬 空 -5-4 -3-2 -,, VDD=2.5V,RL=8Ω, 输 入 接 Ω 电 阻 - -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 - PSRR(dB) PSRR(dB) VDD=3.3V,RL=8Ω, 输 入 接 Ω 电 阻 - -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 -,, VDD=2.5V,RL=8Ω, 输 入 悬 空 - -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 - 5/
HXJ96 芯 片 功 耗 POWER DISSIPATION( W ).6.5.4.3.2. 关 断 滞 回 Power Dissipaton vs Output Power,VDD=5V 8Ω.5.5 POWER DISSIPATION(W).7.6.5.4.3.2. Power Dissipaton vs Output Power,VDD=3.3V 8Ω 4Ω..2.3.4.5.6 POWER DISSIPATION(W).35.3.25.2.5..5 Power Dissipaton vs Output Power,VDD=2.5V 8Ω 4Ω.5..5.2.25.3 SUPPLY CURRENT( ma) 4. 3. 2... 输 出 功 率 Shutdown Hysteresis Voltage VDD=5V SD OFF(Play) SD ON..5..5 2. 2.5 3. 3.5 SHUTDOWN VILTAGE(V) SUPPLY CURRENT(mA) 4 3 2 Shutdown Hysteresis Voltage VDD=3.3V SD OFF(Play) SD ON.. 2. 3. SHUTDOWN VILTAGE(V) SUPPLY CURRENT(mA) 4 3 2 Shutdown Hysteresis Voltage VDD=2.5V SD OFF(Play) SD ON.. 2. 3. SHUTDOWN VILTAGE(V). THD+N vs OutputPower VDD=5V,RL=8Ω,and f=khz THD+N vs OutputPower VDD=3.3V,RL=8Ω,and f=khz THD+N vs OutputPower VDD=2.5V,RL=8Ω,and f=khz............. THD+N vs OutputPower VDD=3.3V,RL=4Ω,and f=khz.... THD+N vs OutputPower VDD=2.5V,RL=4Ω,and f=khz....6.4.2.8.6.4.2 Output Power vs Supply Voltage,RL=4Ω f=khz THD+N=% THD+N=% 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 SUPPLY VOLTAGE(V) 6/
HXJ96 Output Power vs Supply Voltage,RL=8Ω 2.5.5 f=khz THD+N=% THD+N=% 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 SUPPLY VOLTAGE(V).5 Output Power vs Supply Voltage,RL=6Ω f=khz.5 THD+N=% THD+N=% 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 SUPPLY VOLTAGE(V) 应 用 说 明 HXJ96 内 部 集 成 两 个 运 算 放 大 器, 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 R f R i 决 定, 其 增 益 为 A v =2 R f /R i, 芯 片 通 过 V O V O2 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 (5 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 uf 的 电 解 电 容 并 上.uF 的 陶 瓷 电 容 在 HXJ96 应 用 电 路 中, 另 一 电 容 C B ( 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. uf~uf 的 陶 瓷 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,HXJ96 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 HXJ96 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 HXJ96 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 音 频 解 码 器 能 够 有 V rms 的 电 压 输 出 另 外, 闭 环 带 宽 必 须 保 证, 输 入 耦 合 电 容 C i ( 形 成 一 阶 高 通 ) 决 定 了 低 频 响 应, 7/
HXJ96 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 Hz-5Hz 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 p op 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 C B 电 容 的 大 小, 选 择 C B =uf,c i =.uf~.39uf, 可 以 满 足 系 统 的 性 能 设 计 参 考 实 例 设 计 规 格 输 出 功 率 W 负 载 阻 抗 输 入 电 平 V 输 入 电 阻 2K 带 宽 rms 8 欧 姆 rms Ω Hz~2KHz+/-.25dB 最 小 工 作 电 压 根 据 HXJ96 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.V 电 源 电 压 的 裕 量 可 以 保 证 输 出 可 以 高 于 W 的 功 率 而 不 失 真 选 择 电 压 后, 然 后 考 虑 功 耗 的 问 题 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 =2KΩ,R f =3KΩ 根 据 带 宽 要 求 确 定 输 入 电 容 输 入 低 频 的 -3dB 带 宽 为 Hz,/5 低 频 点 低 于 -3dB 约.7dB 及 5 倍 高 频 点 ), 在 规 格 要 求 以 内, 取 f L =2Hz, f H =KHz, 因 此 可 得 C i 约.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 =3KHz, 远 小 于 HXJ96 的 2.5MHz 注 意 事 项 HXJ96 单 位 增 益 稳 定, 但 如 果 增 益 超 过 倍 (2dB) 时, 额 外 的 反 馈 电 容 C f 需 要 并 联 在 电 阻 R f 上, 避 免 高 频 的 振 荡 现 象 但 必 须 要 求 与 R f 组 成 的 极 点 频 率 高 于 f H ( 在 实 例 中 为 3KHz), 如 本 例 中 选 择 C f 为 5pF 时, 转 折 频 率 为 32KHz 可 以 满 足 要 求 8/
HXJ96 封 装 尺 寸 : ( SOP6 / SOP6 ) 应 用 电 路 9/
HXJ96 结 构 描 述 HXJ96 是 双 端 输 出 的 音 频 功 率 放 大 器, 在 5V 电 压 工 作 时, 最 大 可 以 驱 动 输 出 功 率 为 3W, 音 频 范 围 内 总 谐 波 失 真 噪 声 小 于 %(2Hz~2KHz) 其 原 理 框 图 为 : /