超 强 TDD 抑 制 超 大 音 量 防 破 音 超 低 EMI K 类 音 响 功 率 放 大 器 特 性 概 要 专 有 RNS 技 术, 超 强 TDD 抑 制 兼 容 AW8733 纤 小 的 3mm 3mm 20-Pin TQFN 封 装 输 出 功 率 2.0W NCN 技 术, 有 效 防 止 破 音 产 生 EEE 技 术, 优 异 的 全 带 宽 EMI 抑 制 能 力 增 益 可 选 :2dB,6dB,24dB,27.5dB 一 线 脉 冲 方 式 控 制 四 个 工 作 状 态 优 异 的 噼 噗 - 咔 嗒 (Pop-Click) 杂 音 抑 制 ±8KV HBM ESD ±450mA Latch-up 应 用 手 机 便 携 式 音 频 设 备 Mini 音 箱 AW8733A 带 有 艾 为 专 有 的 RNS(RF-TDD Noise Suppression) 技 术, 有 效 抑 制 TDD 噪 声 的 产 生 AW8733A 在 锂 电 池 电 压 范 围 内 升 压 到 6.3V, 在 4.2V 电 源 电 压 THD+N0% 的 情 况 下, 能 够 向 8Ω 的 喇 叭 提 供 2.0W 的 输 出 功 率 独 特 的 防 破 音 (NCN) 功 能 可 根 据 输 出 信 号 的 大 小 自 动 调 整 功 放 的 增 益, 实 现 更 加 舒 适 的 听 觉 感 受 AW8733A 采 用 一 线 脉 冲 方 式 控 制 四 个 工 作 状 态, 实 现 不 同 增 益 和 NCN 模 式 的 选 择 完 善 的 保 护 功 能 有 效 防 止 芯 片 在 异 常 工 作 状 况 下 损 坏 ; 只 需 极 少 量 的 外 围 应 用 元 件, 适 合 便 携 产 品 应 用 AW8733A 提 供 纤 小 的 3mm 3mm 20-Pin TQFN 封 装, 占 板 面 积 小 额 定 的 工 作 温 度 范 围 为 -40 至 85 第 页 共 25 页
引 脚 分 布 及 标 识 图 AW8733ATQRTOPVIEW ( 俯 视 图 ) AW8733ATQRMARKING ( 器 件 标 识 图 ) 7 9 8 9 8 7 20 6 3 4 5 5 VOP 4 GND 3 VON 2 PVDD 0 NC PVDD FS PVDD CN VDD INP GND INN 2 NC NC 6 2 GND SHDN NC CP VDD NC 8733A AW8733ATQR XXXX- 生 产 跟 踪 码 图 AW8733ATQR 引 脚 分 布 俯 视 图 及 器 件 标 识 图 引 脚 定 义 及 功 能 序 号 符 号 描 述 SHDN 芯 片 关 断 引 脚, 低 有 效 ; 支 持 一 线 脉 冲 方 式 控 制 3 CP Flying 电 容 的 正 端 4,8 VDD 电 源 引 脚 6 INN 功 放 的 负 输 入 端 7 INP 功 放 的 正 输 入 端 9 FS 内 部 测 试 引 脚, 接 00k 电 阻 到 地 或 者 悬 空 2,7,8 PVDD 电 荷 泵 输 出 引 脚 3 VON 功 放 负 输 出 端 4,20 GND 地 引 脚 5 VOP 功 放 正 输 出 端 9 CN Flying 电 容 的 负 端 2 GND 散 热 片 在 PCB 上 需 要 与 GND 同 样 接 地 2,5,0,,6 NC No Connect 第 2 页 共 25 页
典 型 应 用 图 图 2 AW8733A 单 端 输 入 方 式 典 型 应 用 图 ( 注 ) 注 : 单 端 输 入 时, 可 以 从 INN INP 任 意 一 输 入 端 输 入 音 频 信 号, 另 一 输 入 端 通 过 输 入 电 阻 电 容 接 地 输 入 信 号 必 须 为 模 拟 音 频 信 号 PIN4 PIN8(VDD) 在 PCB 布 板 时 必 须 连 在 一 起, 全 部 接 VBAT PIN2 PIN7 PIN8(PVDD) 布 板 时 必 须 连 在 一 起 滤 波 电 容 Cs 建 议 使 用 X7R/X5R 的 陶 瓷 电 容, 如 果 使 用 钽 电 容, 则 必 须 在 靠 近 VDD 管 脚 处 并 联 大 于 uf 的 陶 瓷 电 容 以 滤 除 高 频 干 扰 信 号 4 欧 姆 应 用 请 参 考 应 用 信 息 - 重 负 载 应 用 第 3 页 共 25 页
VBAT GPIO C S 0.uF C in 22nF C in 22nF Small chip.. R ine 0K R ine 0K C S2 33pF 0k C d 220pF..Big sound 8 4 6 7 VDD GND SHDN INN INP 9 2 FS NC 5 NC 0 NC NC 6 NC AW8733A VDD GND PVDD PVDD 7 PVDD 2 CP 3 CN VOP VON 4 20,2 8 9 5 3 B B2 C S 4.7uF C H 4.7uF 0V C F 4.7uF NC NC 图 3 AW8733A 差 分 输 入 方 式 典 型 应 用 图 ( 注 2) 注 2: 输 入 信 号 为 差 分 模 拟 输 入 信 号 PIN4 PIN8(VDD) 在 PCB 布 板 时 必 须 连 在 一 起, 全 部 接 VBAT PIN2 PIN7 PIN8(PVDD) 布 板 时 必 须 连 在 一 起 滤 波 电 容 Cs 建 议 使 用 X7R/X5R 的 陶 瓷 电 容, 如 果 使 用 钽 电 容, 则 必 须 在 靠 近 VDD 管 脚 处 并 联 大 于 uf 的 陶 瓷 电 容 以 滤 除 高 频 干 扰 信 号 4 欧 姆 应 用 请 参 考 应 用 信 息 - 重 负 载 应 用 订 购 信 息 产 品 型 号 工 作 温 度 范 围 封 装 形 式 器 件 标 识 发 货 形 式 AW8733ATQR -40 ~85 3mmX3mm 20-Pin TQFN 8733A 卷 带 包 装 6000 片 / 盘 AW8733A 装 运 形 式 R:Tape&Reel 封 装 形 式 TQ:TQFN 第 4 页 共 25 页
绝 对 最 大 额 定 值 ( 注 3) 参 数 电 源 电 压 V DD INP INN SHDN 引 脚 电 压 范 围 -0.3V to 7V -0.3V to V DD +0.3V 封 装 热 阻 θ JA 54 /W 环 境 温 度 -40 to 85 最 大 结 温 T JMAX 25 存 储 温 度 T STG -65 to 50 引 脚 温 度 ( 焊 接 0 秒 ) 260 ESD 范 围 ( 注 4) HBM( 人 体 静 电 模 式 ) ±8KV Latch-up 测 试 标 准 :JEDEC STANDARD NO.78 D NOVEMBER 20 +IT:450mA -IT:-450mA 注 3: 如 果 器 件 工 作 条 件 超 过 上 述 各 项 极 限 值, 可 能 对 器 件 造 成 永 久 性 损 坏 上 述 参 数 仅 仅 是 工 作 条 件 的 极 限 值, 不 建 议 器 件 工 作 在 推 荐 条 件 以 外 的 情 况 器 件 长 时 间 工 作 在 极 限 工 作 条 件 下, 其 可 靠 性 及 寿 命 可 能 受 到 影 响 注 4: HBM 测 试 方 法 是 存 储 在 一 个 00pF 电 容 上 的 电 荷 通 过.5 KΩ 电 阻 对 引 脚 放 电 测 试 标 准 : MIL-STD-883H Method 305.8 第 5 页 共 25 页
电 气 特 性 测 试 条 件 :T A 25,R L 8Ω+33uH( 除 非 特 别 说 明 ) 参 数 条 件 最 小 典 型 最 大 单 位 V DD 电 源 电 压 2.5 5.5 V I q 静 态 电 流 0 ma I SD 关 断 电 流 V DD 3.6V, SHUTDOWN 0V 0. μa V IH SHDN 高 电 平 输 入.2 V DD V V IL SHDN 低 电 平 输 入 0 0.35 V I IH SHDN 高 电 平 输 入 电 流 SHDN,V DD 5.5V,V IH 5.8V 00 ua I IL SHDN 低 电 平 输 入 电 流 SHDN,V DD 5.5V,V IH -0.3V 5 ua T SD 过 温 保 护 温 度 阈 值 60 T SDR 过 温 保 护 退 出 温 度 阈 值 20 电 荷 泵 PVDD 输 出 电 压 V DD 3.3V to 5.5V, 空 载 5.8 6.3 7 V I OUT 最 大 输 出 电 流 A F 工 作 频 率 VDD3V to 5.5V 600 khz TST 软 启 动 时 间 空 载,COUT0uF 0.5 ms IL PVDD 短 地 限 流 300 ma K 类 功 放 V OS 输 出 失 调 电 压 无 输 入, 空 载 0 30 mv Rini 内 部 输 入 电 阻 状 态 和 状 态 2 30 状 态 3 和 状 态 4 5 kω Fosc 调 制 频 率 V DD 2.5V to 5.5V 300 khz PSRR 电 源 抑 制 比 V DD 4.2V,Vp-p_sin200mV 27Hz -70 db khz -68 db T ON 启 动 时 间 28 ms THD+N P O 总 谐 波 失 真 + 噪 声 输 出 功 率 V DD 4.2V,PoW,fkHz 0.2 % V DD 3.6V,Po0.5W,fkHz 0.23 % THD+N0%,fkHz,V DD 4.2V 2 W THD+N%,fkHz,V DD 4.2V.7 W 一 线 脉 冲 控 制 T H SHDN 高 电 平 持 续 时 间 V DD 2.5V to 5.5V 0.75 2 0 us T L SHDN 低 电 平 持 续 时 间 V DD 2.5V to 5.5V 0.75 2 0 us T OFF SHDN 关 断 延 迟 时 间 V DD 2.5V to 5.5V 500 us NCN( 注 5) T AT 启 动 时 间 fsinkhz 40 ms 第 6 页 共 25 页
T RL 释 放 时 间.2 s A MAX 最 大 衰 减 增 益 -6 db 注 5: 启 动 时 间 是 指 增 益 衰 减 6dB 的 时 间, 释 放 时 间 是 指 增 益 恢 复 6dB 的 时 间 第 7 页 共 25 页
测 试 方 法 AW8733A 的 输 出 为 方 波 信 号, 如 图 4 所 示, 需 要 在 两 个 输 出 各 接 一 个 低 通 滤 波 器 将 开 关 调 制 频 率 滤 除, 然 后 测 量 滤 波 器 的 差 分 输 出 即 可 得 到 模 拟 输 出 信 号 图 4 AW8733A 测 试 电 路 图 低 通 滤 波 器 推 荐 采 用 表 中 的 电 阻 电 容 值 滤 波 电 阻 滤 波 电 容 低 通 截 止 频 率 500Ω 0nF 32kHz kω 4.7nF 34kHz 表. AW8733A 测 试 用 滤 波 器 推 荐 值 功 率 计 算 方 法 根 据 上 面 的 测 试 方 法, 在 低 通 滤 波 器 的 输 出 端 得 到 差 分 模 拟 信 号, 利 用 示 波 器 测 试 差 分 模 拟 信 号 的 有 效 值 Vo_rms, 如 图 5 所 示 : 图 5 输 出 有 效 值 示 意 图 扬 声 器 的 功 率 计 算 如 下 : (Vo _ rms) P L R L 2 ( R L : 扬 声 器 的 负 载 阻 抗 ) 第 8 页 共 25 页
典 型 特 性 曲 线 第 9 页 共 25 页
0 THD+N vs 频 率 0 THD+N vs 频 率 THD+N (%) 0. V DD4.2V Rine0kΩ CinμF R L8Ω+33μH POW PO500mW THD+N (%) 0. V DD3.6V Rine0kΩ CinμF R L 8Ω+33μH POW PO500mW PO200mW 0.0 20 00 K 0K 20K 频 率 ( Hz ) PO200mW 0.0 20 00 K 0K 20K 频 率 ( Hz ) 0 THD+N vs 功 率 0 THD+N vs 功 率 V DD 4.2V fkhz Rine0kΩ R L 8Ω+33μH V DD3.6V fkhz Rine0kΩ R L8Ω+33μH THD+N (%) THD+N (%) 0. 0. 0.5 2 功 率 ( W ) 3 0. 0. 0.5 2 功 率 ( W ) 0 PSRR vs 频 率 0 PSRR vs 频 率 -0-20 -30 状 态 4 V DD4.2V Rine0kΩ CinμF R L8Ω+33μH -0-20 -30 状 态 4 V DD3.6V Rine0kΩ CinμF R L8Ω+33μH PSRR (db) -40-50 -60 PSRR (db) -40-50 -60-70 -70-80 -80-90 20 00 K 0K 20K -90 20 00 K 0K 20K 频 率 ( Hz ) 频 率 ( Hz ) 第 0 页 共 25 页
第 页 共 25 页 AW8733A 产 品 手 册
功 能 框 图 VDD CN CP SHDN PVDD INN K EEE VON INP VOP Small chip....big sound NCN GND 图 6 AW8733A 功 能 框 图 第 2 页 共 25 页
工 作 原 理 AW8733A 带 有 艾 为 专 有 的 RNS 技 术, 对 电 话 免 提 时 的 电 源 传 导 空 间 辐 射 有 很 强 的 抑 制 作 用, 有 效 抑 制 TDD 噪 声 的 产 生 AW8733A 在 锂 电 池 电 压 范 围 内 升 压 到 6.3V, 在 4.2V 电 源 电 压 THD+N0% 的 情 况 下, 能 够 向 8Ω 的 喇 叭 提 供 2.0W 的 输 出 功 率 独 特 的 防 破 音 (NCN) 功 能 可 根 据 输 出 信 号 的 大 小 自 动 调 整 功 放 的 增 益, 实 现 更 加 舒 适 的 听 觉 感 受 AW8733A 采 用 一 线 脉 冲 方 式 控 制 四 个 工 作 状 态, 实 现 不 同 增 益 和 NCN 模 式 的 选 择 状 态 的 增 益 为 2dB, 没 有 防 破 音 功 能 ; 状 态 2 的 增 益 为 6dB, 开 启 防 破 音 功 能 ; 状 态 3 的 增 益 为 24dB, 没 有 防 破 音 功 能 ; 状 态 4 的 增 益 为 27.5dB, 开 启 防 破 音 功 能 AW8733A 提 供 纤 小 的 3mm 3mm 20-PinTQFN 封 装, 占 板 面 积 小 额 定 的 工 作 温 度 范 围 为 -40 至 85 一 线 脉 冲 控 制 技 术 工 作 模 式 选 择 一 线 脉 冲 控 制 技 术 是 一 种 只 需 要 单 GOIO 口 就 可 以 对 芯 片 进 行 操 作, 完 成 多 种 功 能 的 控 制 方 法, 在 GPIO 口 紧 缺 和 布 线 紧 张 的 便 携 式 系 统 中 很 受 欢 迎 当 控 制 信 号 的 走 线 比 较 长, 由 于 信 号 完 整 性 或 者 射 频 干 扰 的 问 题, 会 产 生 窄 小 的 毛 刺 信 号, 艾 为 的 一 线 脉 冲 控 制 技 术 在 控 制 管 脚 内 部 加 入 了 Deglitch 技 术, 可 以 有 效 消 除 毛 刺 信 号 的 影 响, 如 图 7 所 示 图 7 艾 为 Deglitch 功 能 示 意 图 AW8733A 通 过 一 线 脉 冲 方 式 选 择 工 作 模 式, 一 线 脉 冲 信 号 的 上 升 沿 个 数 决 定 了 芯 片 的 工 作 模 式, 如 图 8 所 示 当 SHDN 引 脚 的 信 号 直 接 拉 高 时, 即 一 个 上 升 沿, 芯 片 启 动 开 始 工 作,Av4V/V; 当 SHDN 引 脚 加 高 低 高 的 脉 冲 信 号 时, 即 两 个 上 升 沿, 芯 片 进 入 防 破 音 模 式 工 作 并 且 增 益 上 升 到 Av6V/V; 当 SHDN 接 收 到 三 个 上 升 沿,Av6V/V, 无 防 破 音 ;SHDN 接 收 到 四 个 上 升 沿,Av24V/V, 开 启 防 破 音 功 能 AW8733A 的 一 线 脉 冲 采 用 循 环 方 式 控 制, 也 就 是 说, 如 果 SHDN 接 收 到 五 个 上 升 沿, 会 进 入 第 一 个 工 作 状 态, 接 收 到 六 个 上 升 沿, 会 进 入 第 二 个 工 作 状 态, 依 此 类 推 AW8733A 的 一 线 控 制 时 序 图 如 图 8 所 示 : 其 中 T H 指 脉 冲 高 电 平 宽 度,T L 指 脉 冲 低 电 平 宽 度, 推 荐 值 都 是 2us,T OFF 指 进 入 关 断 模 式 所 需 要 的 时 间, 当 SHDN 引 脚 的 控 制 信 号 拉 低 并 至 少 持 续 500us, 芯 片 进 入 关 断 模 式, 关 断 模 式 下 的 功 耗 极 低, 电 源 电 流 低 至 0.uA 以 下 第 3 页 共 25 页
图 8 一 线 脉 冲 控 制 方 法 RNS(RF TDD Noise Suppression) TDD Noise 产 生 的 原 因 GSM 蜂 窝 电 话 采 用 TDMA:Time Division Multiple Access( 时 分 多 址 ) 时 隙 分 享 技 术 时 分 多 址 把 时 间 分 割 成 周 期 性 的 帧, 每 一 个 帧 再 分 割 成 若 干 个 时 隙 向 基 站 发 送 信 号, 基 站 发 向 多 个 移 动 终 端 的 信 号 也 都 按 顺 序 安 排 在 预 定 的 时 隙 中 传 输 这 其 中 每 个 TDMA 帧 含 8 个 时 隙, 整 个 帧 时 长 约 为 4.65ms, 每 个 时 隙 时 长 为 0.577ms GSM 制 式 的 手 机,RF 功 率 放 大 器 每 隔 4.65ms(27Hz) 就 会 有 一 次 讯 号 传 输, 讯 号 传 输 时 会 产 生 间 歇 的 Burst 电 流 和 很 强 的 电 磁 辐 射 间 歇 的 Burst 电 流 会 形 成 27Hz 的 电 源 波 动 ;900MHz 和 800MHz 的 高 频 RF 信 号 形 成 了 27Hz 的 射 频 包 络 信 号 27Hz 的 电 源 波 动 会 通 过 传 导 耦 合 到 音 频 讯 号 通 路 中, 27Hz 的 射 频 包 络 信 号 会 通 过 辐 射 耦 合 到 音 频 讯 号 通 路 中, 如 果 防 护 不 好, 就 会 产 生 可 听 到 的 TDD Noise, 其 中 包 括 了 27Hz 噪 声 和 27Hz 的 谐 波 噪 声 信 号 VBAT 4.65ms RF 图 9 GSM 射 频 工 作 时 电 源 电 压 和 RF 信 号 示 意 图 第 4 页 共 25 页
RNS 技 术 通 过 艾 为 特 有 的 电 路 架 构 对 传 导 和 辐 射 的 干 扰 进 行 了 全 方 面 的 抑 制 有 效 提 高 对 TDD Noise 的 抑 制 能 力 传 导 噪 声 的 抑 制 RF 功 率 放 大 器 工 作 时, 以 27Hz 的 频 率 从 电 池 中 抽 取 电 流, 由 于 电 池 有 一 定 的 内 阻, 会 在 电 源 上 引 起 27Hz 的 电 源 纹 波, 电 源 纹 波 会 通 过 音 频 功 率 放 大 器 耦 合 到 喇 叭 上 对 电 源 波 动 的 抑 制 能 力 取 决 于 音 频 功 率 放 大 器 的 PSRR vout PSRR 20 log( vdd 全 差 分 放 大 器 由 于 输 入 输 出 完 全 对 称, 理 论 上 电 源 波 动 对 两 个 输 出 的 影 响 是 完 全 一 样 的, 差 分 输 出 完 全 不 受 电 源 波 动 的 影 响 实 际 情 况 中, 由 于 工 艺 偏 差 等 因 素 影 响, 放 大 器 会 有 一 定 的 失 配,PSRR 一 般 都 优 于 -60dB,-60dB 表 示 输 出 相 对 于 电 源 的 波 动 可 以 衰 减 000 倍, 比 如 500mVp 的 电 源 波 动, 差 分 输 出 为 0.5mV, 基 本 可 以 满 足 应 用 需 求 但 在 实 际 应 用 中,PSRR 为 -60dB 甚 至 -80dB 的 功 率 放 大 器 都 可 能 会 碰 到 传 导 的 TDD Noise 问 题, 这 是 为 什 么 呢? 这 里 我 们 还 需 要 考 虑 音 频 功 率 放 大 器 外 围 器 件 失 配 的 影 响 对 传 统 音 频 功 率 放 大 器, 当 输 入 电 阻 Rin 输 入 电 容 Cin 发 生 失 配 时, 会 极 大 地 影 响 音 频 功 率 放 大 器 的 PSRR 指 标, 在 24 倍 放 大 倍 数 情 况 下,% 的 输 入 电 阻 电 容 失 配 会 使 PSRR 弱 化 到 -46dB 左 右,0% 的 输 入 电 阻 输 入 电 容 失 配 会 使 PSRR 弱 化 到 -28dB 左 右, 当 电 源 波 动 较 大 时, 就 很 容 易 产 生 可 听 到 的 TDD Noise 为 了 提 升 输 入 电 阻 输 入 电 容 失 配 情 况 下 音 频 功 率 放 大 器 的 PSRR,AW8733A 采 用 了 特 有 的 传 导 噪 声 抑 制 电 路, 使 得 输 入 电 阻 输 入 电 容 偏 差 0% 甚 至 更 大 的 情 况 下 仍 然 保 持 较 高 的 PSRR 值, 极 大 地 抑 制 了 传 导 噪 声 的 产 生 ac ac ) 辐 射 噪 声 的 抑 制 音 频 讯 号 模 块 的 输 入 走 线, 输 出 走 线, 喇 叭 环 路, 甚 至 电 源 和 地 环 路 都 可 能 会 受 到 RF 辐 射 干 扰, 较 长 的 输 入 走 线 输 出 走 线 类 似 于 天 线 的 作 用, 尤 其 容 易 受 到 RF 辐 射 的 影 响 在 设 计 中 可 以 采 用 合 理 的 PCB 布 局 来 降 低 RF 辐 射 的 影 响, 如 尽 量 缩 短 输 入 输 出 走 线 长 度 ; 音 频 器 件 尽 量 远 离 RF 天 线 并 屏 蔽 ; 保 持 音 频 讯 号 通 路 上 各 器 件 地 的 完 整 性 ; 在 敏 感 结 点 增 加 到 地 的 小 电 容 旁 路 RF 信 号 等 但 是 在 实 际 应 用 中,PCB 布 局 很 难 完 全 考 虑 到 RF 辐 射 对 音 频 讯 号 通 路 的 影 响, 仍 然 会 有 一 些 RF 能 量 会 耦 合 到 音 频 讯 号 通 路 中, 形 成 可 听 的 TDD Noise 为 此,AW8733A 在 芯 片 内 部 采 用 了 特 有 的 RF 辐 射 抑 制 电 路, 在 芯 片 内 部 建 立 屏 蔽 层, 有 效 阻 挡 高 频 RF 能 量 进 入 芯 片 中, 保 证 功 放 输 出 给 喇 叭 的 驱 动 信 号 不 会 受 到 天 线 RF 辐 射 的 影 响, 从 而 避 免 了 由 于 天 线 RF 辐 射 引 起 的 TDD Noise 第 5 页 共 25 页
INP VDD VOP INN AW8733A VON Cin Rin GND 图 0 RF 辐 射 耦 合 示 意 图 NCN 音 频 应 用 中, 输 入 信 号 过 大 或 电 池 电 压 下 降 等 因 素 都 会 导 致 音 频 放 大 器 的 输 出 信 号 发 生 不 希 望 的 破 音 失 真, 并 且 过 载 的 信 号 会 对 扬 声 器 造 成 永 久 性 损 伤 艾 为 独 特 的 无 破 音 (NCN) 功 能 可 以 通 过 检 测 放 大 器 的 破 音 失 真, 自 动 调 整 系 统 增 益, 使 得 输 出 音 频 信 号 保 持 圆 润 光 滑, 不 仅 有 效 地 避 免 了 大 功 率 过 载 输 出 对 喇 叭 的 损 坏, 同 时 带 来 舒 适 的 听 音 感 受 AW8733A 的 状 态 2 和 状 态 4 带 有 NCN 功 能, 有 效 防 止 破 音 生 产, 保 护 喇 叭 不 被 损 坏 图 NCN 工 作 原 理 图 第 6 页 共 25 页
启 动 时 间 (attack time) 启 动 时 间 是 指 NCN 功 能 从 检 测 发 现 输 出 破 音 失 真, 到 增 益 衰 减 -6dB 所 需 要 的 时 间 快 速 的 启 动 时 间 可 以 响 应 快 速 变 化 的 信 号, 防 止 瞬 间 破 音 产 生 并 很 好 地 保 护 喇 叭, 但 是 快 速 的 启 动 时 间 可 能 会 带 来 喘 息 声 的 问 题 ; 缓 慢 的 启 动 时 间 可 以 保 持 音 乐 缓 慢 变 化 的 韵 律, 但 是 缓 慢 的 启 动 时 间 对 快 速 的 信 号 变 化 响 应 较 差, 可 能 会 带 来 破 音 的 问 题 AW8733A 针 对 手 机 等 便 携 式 设 备 的 音 频 特 点, 启 动 时 间 设 置 为 20ms, 在 保 持 音 乐 韵 律 的 同 时, 有 效 消 除 破 音 保 护 喇 叭 释 放 时 间 (release time) 释 放 时 间 是 指 NCN 功 能 从 检 测 输 出 不 再 破 音 失 真, 到 增 益 恢 复 6dB 所 需 要 的 时 间 快 速 的 释 放 时 间 可 以 响 应 快 速 变 化 的 信 号, 可 以 很 好 的 恢 复 音 乐 中 快 速 变 化 的 信 号, 但 是 和 启 动 时 间 一 样, 快 速 的 释 放 时 间 也 可 能 会 带 来 喘 息 声 ; 缓 慢 的 释 放 时 间 使 失 真 平 滑, 柔 和, 可 以 较 好 地 抑 制 破 音 产 生, 但 较 长 的 释 放 时 间 会 使 音 乐 听 起 来 闷, 缺 乏 冲 击 力 AW8733A 针 对 手 机 等 便 携 式 设 备 的 音 频 特 点, 释 放 时 间 设 定 为.2s 电 荷 泵 (Charge Pump) AW8733A 采 用 高 压 dual-gate CMOS 工 艺, 内 置 两 倍 电 荷 泵 电 路, 在 3.3V~5.5V 的 电 源 电 压 范 围 内, 为 内 部 功 放 电 路 提 供 6.3V 的 高 压 电 压 轨, 允 许 功 放 在 锂 电 池 电 压 范 围 内 提 供 更 大 的 输 出 动 态 范 围, 从 而 实 现 大 音 量 高 品 质 的 K 类 音 响 功 放 播 放 效 果 图 2 为 电 荷 泵 的 基 本 原 理 图,AW8733A 的 电 荷 泵 包 括 4 个 开 关, 通 过 对 四 个 开 关 的 时 序 控 制, 将 PVDD 电 压 升 高 到 6.3V VDD S CP S22 PVDD S2 S2 CN C F 4.7μF C H 0μF 0V 图 2 电 荷 泵 原 理 图 电 荷 泵 的 工 作 过 程 有 两 个 相 位, 在 Φ 中, 如 图 3 所 示 :S 和 S2 闭 合,VDD 对 Flying 电 容 充 电 第 7 页 共 25 页
图 3 Φ: Flying 电 容 充 电 在 Φ2 中, 如 图 4 所 示 :S 和 S2 断 开,S2 和 S22 闭 合, 由 于 电 容 两 端 的 电 压 不 能 突 变, 因 此 Flying 电 容 电 压 叠 加 在 VDD 上, 使 PVDD 升 到 了 更 高 的 电 压 图 4 Φ2: Flying 电 容 电 荷 转 移 到 输 出 电 容 C H 无 需 滤 波 器 的 D 类 放 大 器 传 统 D 类 放 大 器 在 无 输 入 信 号 的 空 闲 状 态, 输 出 是 反 相 的 方 波 输 出, 反 相 的 方 波 直 接 加 在 喇 叭 负 载 上, 会 在 喇 叭 上 形 成 很 大 的 开 关 电 流 功 耗, 因 此 需 要 在 功 放 输 出 增 加 LC 滤 波 器 来 恢 复 模 拟 音 频 信 号 LC 滤 波 器 增 加 了 成 本 和 PCB 布 板 面 积, 同 时 增 加 了 功 耗, 降 低 了 THD+N 等 性 能 AW8733A 采 用 了 无 需 滤 波 器 的 D 类 放 大 器 架 构, 不 需 要 输 出 的 LC 滤 波 器 在 无 输 入 信 号 的 空 闲 状 态, 功 放 的 两 个 输 出 (VOP VON) 为 同 相 的 方 波, 不 会 在 喇 叭 负 载 上 产 生 空 闲 开 关 电 流 在 输 入 端 加 了 输 入 信 号 后, 输 出 的 占 空 比 发 生 变 化,VOP 的 占 空 比 变 大 的 同 时 VON 的 占 空 比 变 小, 输 出 的 差 分 值 在 喇 叭 上 形 成 了 输 出 的 差 分 放 大 信 号 EEE AW8733A 采 用 艾 为 拥 有 专 利 的 EEE 技 术, 有 效 控 制 功 放 数 字 输 出 时 的 边 沿 速 度, 在 全 带 宽 范 围 内 极 大 地 降 低 EMI 干 扰, 完 全 满 足 FCC CLASS B 规 范 要 求 第 8 页 共 25 页
Pop-Click 抑 制 Pop-Click 是 发 生 在 功 放 开 启 和 关 断 瞬 间 的 异 常 杂 音,AW8733A 采 用 艾 为 专 有 的 Pop-Click 抑 制 电 路, 有 效 抑 制 功 放 打 开 关 断 时 的 瞬 间 噪 声 过 温 保 护 AW8733A 具 有 自 动 温 度 检 测 机 制, 如 果 芯 片 温 度 过 高, 上 升 到 预 设 的 过 热 保 护 温 度 阈 值 (60 ) 时, 系 统 会 启 动 过 热 保 护, 将 芯 片 关 断 当 芯 片 温 度 恢 复 至 正 常 工 作 范 围 ( 低 于 20 ) 时,AW8733A 重 新 启 动, 恢 复 正 常 工 作 自 动 恢 复 的 过 流 保 护 功 能 AW8733A 带 有 可 自 动 恢 复 的 输 出 过 流 保 护 功 能, 当 过 流 发 生 的 时 候,AW8733A 内 部 的 保 护 电 路 将 芯 片 关 断, 保 证 芯 片 不 被 损 坏, 当 短 路 故 障 消 除 后, 芯 片 自 动 恢 复 工 作, 无 需 重 新 启 动 第 9 页 共 25 页
应 用 信 息 输 入 电 阻 R ine ( 放 大 倍 数 设 定 ) AW8733A 的 输 入 端 为 差 分 放 大 器 结 构, 可 以 采 用 单 端 输 入 接 法 和 差 分 输 入 接 法, 两 种 接 法 的 放 大 倍 数 设 定 是 相 同 的 AW8733A 集 成 了 一 部 分 输 入 电 阻, 可 以 通 过 改 变 外 置 输 入 电 阻 的 阻 值 对 放 大 倍 数 进 行 调 节, 其 中, 状 态 和 状 态 2 的 内 置 输 入 电 阻 为 30kΩ; 状 态 3 和 状 态 4 的 内 置 输 入 电 阻 为 5kΩ 以 外 置 R ine 输 入 电 阻 0kΩ 为 例, 放 大 倍 数 的 计 算 如 下 : 状 态 : 状 态 2: 状 态 3: A A A 状 态 4: A 60k Ω R + R 60k Ω 0kΩ + 30kΩ V ine ini 240k Ω R + R 240k Ω 0kΩ + 30kΩ V ine ini 240k Ω R + R 240k Ω 0kΩ + 5kΩ V ine ini 360k Ω R + R 360k Ω 0kΩ + 5kΩ V ine ini 4V/V 6V/V 6V/V 24V/V 输 入 电 容 Cin( 输 入 高 通 截 止 频 率 ) 输 入 电 容 与 输 入 电 阻 一 起, 形 成 了 一 个 高 通 滤 波 器, 用 以 滤 除 输 入 信 号 的 直 流 分 量 高 通 滤 波 器 的 -3dB 点 如 下 所 示 : fh( 3dB) 2 π R 应 用 中 选 用 较 小 的 C in 电 容 有 助 于 滤 除 从 输 入 端 耦 合 进 入 的 27Hz 噪 声, 并 且 较 小 的 电 容 有 利 于 减 小 功 放 开 启 时 的 噼 噗 - 咔 哒 声 两 个 输 入 电 容 之 间 良 好 的 匹 配 有 利 于 提 升 芯 片 整 体 性 能 及 抑 制 噼 噗 - 咔 哒 声, 推 荐 使 用 容 差 0% 或 者 更 好 的 电 容 以 典 型 应 用 中 的 输 入 电 容 输 入 电 阻 值 为 例 :, 输 入 高 通 截 止 频 率 如 下 所 示 : 状 态, 状 态 2: 状 态 3, 状 态 4: f ( 3dB) 2 π R intotal C in (Hz) (Hz) (Hz) 2 π 40kΩ 22nF H intotal C in f ( 3dB) 2 π R (Hz) (Hz) 2 π 5kΩ 22nF H intotal C in 82Hz 485Hz 第 20 页 共 25 页
输 入 差 分 滤 波 电 容 C d ( 输 入 低 通 截 止 频 率 ) 输 入 差 分 滤 波 电 容 与 输 入 电 阻 一 起, 形 成 了 一 个 低 通 滤 波 器, 可 以 用 于 衰 减 输 入 信 号 的 高 频 分 量, 当 扬 声 器 播 放 音 乐 声 音 发 尖 时, 可 以 适 当 衰 减 一 部 分 高 频 输 入 信 号, 使 音 乐 信 号 柔 和 舒 适 低 通 滤 波 器 的 -3dB 点 如 下 所 示 : f ( 3dB) L 2 π (R int //R ine ) 2 C d (Hz) 以 输 入 电 阻 Rine0kΩ, 差 分 电 容 0.47nF 为 例, 输 入 高 通 截 止 频 率 如 下 所 示 : 状 态, 状 态 2, 输 出 差 分 电 容 0.22nF: f ( 3dB) 2 π (R //R (Hz) (Hz) 2 π 7.5kΩ 2 0.22nF L int ine ) 2 C d 状 态 3, 状 态 4: f ( 3dB) 2 π (R //R (Hz) (Hz) 2 π 3.33kΩ 2 0.47nF L int ine ) 2 C d 48.5kHz 5kHz 电 源 退 耦 电 容 (C S ) 良 好 的 退 耦 电 容 可 以 提 高 功 放 的 效 率 和 性 能, 推 荐 使 用 低 ESR(equivalent-series-resistance) 的 X7R 或 者 X5R 陶 瓷 电 容 AW8733A 的 应 用 中, 有 两 个 VDD 管 脚, 分 别 是 PIN4 和 PIN8, 其 中 PIN4 是 功 率 电 源 管 脚,PIN8 是 模 拟 电 源 管 脚 在 PIN8 管 脚 上 放 置 一 个 33pF~0.uF 的 陶 瓷 电 容, 用 以 滤 除 电 源 上 的 高 频 干 扰, 这 个 电 容 要 尽 量 紧 靠 PIN8 管 脚 放 置 ; 为 了 滤 除 更 低 频 的 噪 声 干 扰, 同 时 为 了 更 好 地 稳 定 模 拟 电 源 的 电 压, 可 以 再 放 置 一 个 uf 的 低 ESR 电 容 PIN4 管 脚 是 功 率 电 源 管 脚, 主 要 为 内 部 的 电 荷 泵 电 路 提 供 电 流, 这 个 电 容 类 似 于 电 荷 水 库, 可 以 比 电 池 更 快 地 提 供 电 流, 因 此 有 助 于 稳 定 电 源 电 压, 防 止 电 压 的 快 速 波 动, 这 里 推 荐 使 用 0uF 的 低 ESR 陶 瓷 电 阻, 尽 量 靠 近 PIN4 管 脚 放 置 电 荷 泵 Flying 电 容 (C F ) Flying 电 容 用 于 在 电 源 和 电 荷 泵 负 载 之 间 传 递 能 量,Flying 电 容 的 值 直 接 影 响 电 荷 泵 的 负 载 调 整 率 和 输 出 驱 动 能 力 Flying 电 容 太 小, 会 影 响 电 荷 泵 的 负 载 调 整 率 和 输 出 驱 动 能 力, 从 而 影 响 功 放 的 输 出 功 率, Flying 电 容 越 大, 负 载 调 整 能 力 越 强, 驱 动 能 力 也 越 强 推 荐 使 用 4.7uF, 低 ESR 的 X7R X5R 陶 瓷 电 容 电 荷 泵 保 持 电 容 (C H ) 电 荷 泵 的 保 持 电 容 容 值 和 ESR 直 接 影 响 电 荷 泵 输 出 电 压 的 纹 波 大 小, 从 而 影 响 功 放 的 性 能 推 荐 使 用 0uF, 低 ESR 的 X7R X5R 陶 瓷 电 容 由 于 电 荷 泵 输 出 电 压 为 6.3V, 保 持 电 容 需 要 选 用 0V 耐 压 的 电 容 第 2 页 共 25 页
输 出 磁 珠 电 容 AW8733A 采 用 了 EEE 技 术, 在 没 有 磁 珠 电 容 的 情 况 下, 仍 可 满 足 FCC CLASS B 规 范 要 求 在 输 出 线 过 长 或 者 器 件 布 局 靠 近 EMI 敏 感 设 备 时, 建 议 使 用 磁 珠 电 容, 磁 珠 电 容 紧 靠 芯 片 输 出 管 脚 放 置 VOP 磁 珠 nf VON 磁 珠 nf 图 5 典 型 的 输 出 磁 珠 电 容 应 用 图 推 荐 磁 珠 类 型 负 载 供 应 商 型 号 封 装 描 述 8Ω Sunlord UPZ608U22-2R2TF 0603 Imax2.2A;Z@00MHz220Ω;DCR0.05Ω AW8733A 输 出 为 方 波 信 号, 该 方 波 信 号 在 输 出 电 容 上 会 形 成 开 关 电 流, 增 加 静 态 功 耗, 因 此 输 出 电 容 不 宜 太 大, 推 荐 使 用 nf 的 陶 瓷 电 容 重 负 载 应 用 在 4Ω 负 载 的 应 用 中, 需 要 在 输 出 管 脚 连 接 肖 特 基 二 极 管, 同 时 需 要 对 应 用 的 可 靠 性 进 行 详 细 评 估, 如 下 图 所 示 : 推 荐 肖 特 基 二 极 管 类 型 (IF>2A,VF<0.5V) 供 应 商 型 号 封 装 描 述 VISHAY SSA23L DO-24AC IF2A;VF0.38V VISHAY SS2P2L DO-220AA IF2A;VF0.45V ONSEMI SS22T3G SMB IF2A;VF0.5V PCB 设 计 考 虑 为 了 充 分 发 挥 AW8733A 的 性 能,PCB 的 布 局 布 线 必 须 要 仔 细 考 虑, 设 计 过 程 应 该 遵 循 以 下 原 则 : : 尽 量 单 独 走 一 条 短 而 粗 电 源 线 给 AW8733A, 推 荐 铜 线 宽 度 大 于 0.75mm 去 耦 电 容 尽 量 靠 近 电 源 引 脚 放 置 第 22 页 共 25 页
2: Flying 电 容 尽 量 靠 近 AW8733A 的 CN 和 CP 引 脚 放 置, 输 出 电 容 COUT 靠 近 PVDD 引 脚 放 置, 且 电 容 到 芯 片 引 脚 的 连 线 尽 量 短 而 粗 3: AW8733A 的 输 入 电 容 和 输 入 电 阻 要 尽 量 靠 近 芯 片 的 INN 和 INP 引 脚 放 置, 且 输 入 线 要 平 行 走 线 抑 制 噪 声 耦 合 4: 磁 珠 和 电 容 靠 近 芯 片 的 VON 和 VOP 引 脚 放 置, 芯 片 到 喇 叭 的 输 出 线 要 尽 量 短 而 粗, 推 荐 的 铜 线 宽 度 为 0.5mm 5: 为 了 获 得 良 好 的 散 热 性 能,AW8733A 的 散 热 片 和 GND 引 脚 要 直 接 连 到 大 面 积 的 铺 地 层, 散 热 片 还 要 通 过 通 孔 连 到 中 间 地 层 第 23 页 共 25 页
封 装 描 述 第 24 页 共 25 页
版 本 信 息 日 期 版 本 更 新 内 容 202 年 6 月 V.0 首 次 发 布 版 本 202 年 9 月 V. 修 改 图 2 图 3 将 C S 由 0uF 改 为 4.7uF, 将 C H 由 0uF 改 为 4.7uF 增 加 重 负 载 应 用 声 明 : 上 海 艾 为 电 子 技 术 有 限 公 司 不 对 本 公 司 产 品 以 外 的 任 何 电 路 使 用 负 责, 也 不 提 供 其 专 利 许 可 上 海 艾 为 电 子 技 术 有 限 公 司 保 留 在 任 何 时 间 没 有 任 何 通 报 的 前 提 下 修 改 产 品 资 料 和 规 格 的 权 利 第 25 页 共 25 页