4.7W 防削顶单声道 D 类音频功率放大器 HT6872 特点 防削顶失真功能 (Anti-Clipping Function, ACF) 优异的全带宽 EMI 抑制性能 免滤波器数字调制, 直接驱动扬声器 输出功率.40W (V DD =3.6V, R L =4Ω, THD+N=0%) 2.82W (V DD =5.0V, R L =4Ω, THD+N=0%) 4.7W (V DD =6.5V, R L =4Ω, THD+N=0%) 卓越的 咔嗒 - 噼噗 (Click-Pop) 噪声抑制性能 高信噪比 SNR:87dB (V DD =5V, Av=23.5dB) 低静态电流 2.64mA (V DD =3.6V, Vin=0V No load) 3.26mA (V DD =5.0V, Vin=0V No load) 4.04mA (V DD =5.0V, Vin=0V No load) 低关断电流 :0.0µA 过流保护及自动恢复功能 过热保护功能 欠压异常保护功能 无铅无卤封装,SOP8 SOP8-PP 和 WLCSP-9 应用 便携式音箱 USB 音箱 iphone/ipod/mp3 docking 平板电脑 PMP/MP4/MP5 播放器 导航仪 GPS 便携式游戏机 手机 掌上电脑 PDAs 典型应用图 概述 HT6872 是一款低 EMI 的, 防削顶失真的, 单声道免滤波 D 类音频功率放大器 在 6.5V 电源,0% THD+N,4Ω 负载条件下, 输出 4.7W 功率, 在各类音频终端应用中维持高效率并提供 AB 类放大器的性能 HT6872 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电池应用中由电源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 模式 HT6872 具有独有的电磁辐射 (EMI) 抑制技术和优异的全带宽低辐射性能, 辐射水平在不加任何辅助设计时仍远在 FCC Part5 Class B 标准之下, 不仅避免了干扰其他敏感电路还降低了系统设计难度 HT6872 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,HT6872 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 C S µf 6 VDD 单端输入 C IN 0.uF C IN 0.uF R IN 2kΩ R IN 2kΩ 4 3 IN+ OUT- IN- 前置放大 数字 PWM 调制器 EMI 抑制 + 输出驱动 OUT+ 5 8 2 BYPASS R PD S C B µf CTRL ACF 数字控制 关断控制 GND 7 载波发生器 HT6872 OCP OTP UVLO -- 04/204 V0.3 TEL:0755-82863877 324293995 E-MAIL:panxia68@26.com http://www.szczkjgs.com
引脚信息 CTRL 8 OUT- IN+ AGND IN- BYPASS 2 7 GND IN- 3 6 VDD VDD BYPASS CTRL 2 IN+ 4 5 OUT+ OUT+ PGND OUT- 3 8 引脚 SOP 顶视图 A B C 9 焊球 WLCSP 底视图 * 引脚定义 SOP 引脚号 WLCSP 焊球号 引脚名称 I/O ESD 保护电路 C2 CTRL I PN ACF 模式和关断模式控制端 2 B2 BYPASS A PN 模拟参考电压 3 C IN- A PN 反相输入端 ( 差分 -) 4 A IN+ A PN 同相输入端 ( 差分 +) 5 A3 OUT+ O - 同相输出端 (BTL+) 6 A2 VDD Power - 电源 7 B/B3 GND GND - 地 8 C3 OUT- O - 反相输出端 (BTL-) 注 I: 输入端 O: 输出端 A: 模拟端当大于 VDD 的电压外加于 PN 保护型端口 (ESD 保护电路由 PMOS 和 NMOS 组成 ) 时,PMOS 电路将有漏电流流过 功能 电气特性 *2 极限工作条件 参数符号最小值最大值单位 电源电压范围 VDD -0.3 6.5 V 输入信号电压范围 (IN+, IN-) VIN VSS-0.6 VDD+0.6 V 输入信号电压范围 ( 除 IN+, IN- 外 ) VIN VSS-0.3 VDD+0.3 V 工作环境温度范围 TA -40 85 工作结温范围 TJ -40 50 储存温度 T STG -50 50 注 2: 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 VDD/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 电源电压 VDD 2.5 5 6.5 V 工作环境温度 Ta tsd (Min.)=50ms -20 tsd (Min.)=80ms -30 25 85 扬声器阻抗 RL 2 *4 4 Ω 注 3: VDD 的上升时间应当超过 μs 注 4: 扬声器阻抗为 2 欧姆应选取 SOP8-PP 封装, 增加散热性能, 并且不推荐工作在 VDD=3.6~5V 范围之外 -2-04/204 V0.3
直流特性 (DC) V SS =0V, V DD =2.5V~6.5V, Ta= -40ºC~85ºC, 除非特殊说明. 参数符号条件最小值典型值最大值单位 VDD 电源的启动阈值 VUVLH 2.06 V VDD 电源的关断阈值 VUVLL.90 V ACF 模式的设置阈值电压 VMOD.20 VDD V 模式的设置阈值电压 VMOD2 0.40 0.80 *5 0.90 V SD 关断模式的设置阈值电压 VMOD3 VSS 0.20 V 静态电流 IDD, Vin=0V No load, Vin=0V No load, Vin=0V No load 关断电流 ISD CTRL=VSS, Ta=25 0.0 µa BYPASS 端电压值 VBYPASS VDD/2 V 注 5: HT6872 启动时 CTRL 端电压须大于 0.80V 模拟特性 VSS=0V, VDD =5V, Av=8dB, Ta=25ºC, CIN=0.uF, R IN =2 kω, 模式, 除非特殊说明. 输出功率 参数符号条件最小值典型值最大值单位 PO 2.64 3.26 4.04 RL=4Ω,.4 f=khz, RL=4Ω, THD+N=% 2.30 RL=4Ω, 3.85 RL=4Ω,.40 f=khz, RL=4Ω, 2.82 THD+N=0% RL=4Ω, 4.7 总谐波失真加噪声 THD+N RL=4Ω, PO=W, f=khz 0.08 % 输出噪声 V N f=20hz~20khz, A 加权, Av=23.5dB 20 µv rms 信噪比 SNR A 加权, Av=23.5dB 87 db 电源抑制比 PSRR f=khz -72 db 效率 η VDD=5V, RL=4Ω, PO=2W 82 % VDD=5V, RL=8Ω, PO=W 85 % 输出失调电压 V OS ±7 mv 频响特性 fres CIN =0.µF, f=00hz~20khz -3 - db 系统增益 Av 0 R IN =2 kω 23.5 db ACF 衰减增益 Aa -0 0 db 注 6: 以上模拟特性随所选元件和 PCB 布局而有所变化 ; 以上特性在以 8Ω 或 4Ω 电阻串联 30μH 电感作为输出负载的测试条件下获得 ma W 交流特性 (AC) V SS =0V, V DD =2.5 to 6.5V, Ta=-30 ~85, 除非特殊说明. 参数符号条件最小值典型值最大值单位 上电启动时间 ( 或从关断唤醒时间 ) tstup 90 ms 输入截止频率 fc CIN=0.uF, R IN =2kΩ 33 Hz ACF 启动时间 tat, g=0db 72 ms ACF 释放时间 trl, g=0db 720 ms 唤醒模式设置时间 twk 35 ms 关断设置时间 tsd Ta(Min.)= -20 50 Ta(Min.)= -30 80 ms 各模式设置时间 ( 除关断外 ) tmod 0. ms 载波调制频率 fpwm 488 KHz -3-04/204 V0.3
典型特性曲线 Po VS THD+N Vin VS THD+N 00 0 f =khz 00 0 0. 0. f =khz 0.0 0.0 0. 0 Po(W) 0.0 0 0. 0.2 0.3 0.4 0.5 Frequency VS THD+N Frequency VS GAIN Po 0.W 30 25 Po 0.W 0. GAIN( db) 20 5 0.0 0 00 000 0000 00000 Frequency(HZ) 0 0 00 000 0000 00000 Frequency(HZ) Frequency VS THD+N Frequency VS GAIN Po W 30 25 Po W 0. GAIN( db) 20 5 0.0 0 0 00 000 0000 00000 0 00 000 0000 00000 Frequency(HZ) Frequency(HZ) Vin VS Po Vin VS THD+N 0 00 0 Po(W) 0. f =khz ACF-On 0. f =khz ACF-On 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8-4- 04/204 V0.3
Vin VS Po Vin VS THD+N 0 00 0 Po(W) 0. f =khz ACF-On 0. f =khz ACF-On 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8.2 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8.2 0 Vin VS Po 00 Vin VS THD+N 0 Po(W) 0. f =khz ACF-On 0. f =khz ACF-On 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8.2.4 0.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8.2.4 VDD VS Po VDD VS IDD 0.00 f =khz 0.0 Vin=0V No load Po(W) THD=0% THD=% IDD(mA) IDD.00.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 VDD(V) VDD(V) Po VS Efficiency 00.00% 90.00% 80.00% Efficiency% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% VDD=5V f =khz Efficiency 0.00% 0.000 0.500.000.500 2.000 2.500 3.000 Po(W) -5-04/204 V0.3
功能描述及应用信息 输入配置 HT6872 接受模拟差分或单端音频信号输入, 产生 PWM 脉冲输出信号驱动扬声器 对差分输入, 通过隔直电容 C IN 和输入电阻 R IN 分别输入到 IN+ 和 IN- 端 系统增益 Av=200 R RC 高通滤波器的截止频率 f (2πR C ) c IN IN IN, 输入 对单端输入, 则通过 C IN 耦合到 IN+ 端 IN- 端必须通过输入电阻和电容 ( 与 C IN R IN 值相同 ) 接地 增益 Av 和截止频率 f c 与差分输入时相同 注意系统前级电路的输出阻抗 Z OUT 应不超过 600Ω 图 () 差分输入 ; (2) 单端输入 CTRL 模式设置 在 CTRL 端输入不同电压值, 能实现 3 种工作模式, 即防削顶模式 (ACF), 防削顶功能关闭模式 () 和芯片关断模式 (SD), 详见下表 表 CTRL 引脚不同模式设置的输入电压 参数名 符号 最小值 典型值 最大值 单位 ACF 模式的设置阈值电压 V MOD.20 V DD V 模式的设置阈值电压 V MOD2 0.40 0.80 0.90 V SD 模式的设置阈值电压 V MOD3 V SS 0.20 V 应用时, 可通过以下两种方式来设置预置模式 : () 外部微控制器设置方式 通过外部微控制器的逻辑控制端 CTRL 来控制实现 ACF 和 SD 模式, 见下图 根据 V MOD V MOD2 和 V MOD3 阈值来设置 CTRL 端电压, 为消除噪声建议采用时间常数不小于 ms 的 RC 滤波器 ( 例如 R CTRL =0K, C CTRL =0.µF).8V~5.0V HT6872 MCU CTRL R CTRL 0k C CTRL 0.µF CTRL 图 2 微控制器单端控制 CTRL (2) 外部开关按钮变换模式 ( 一 ) 精简应用电路 (ACF) 图 3 是 ACF 和 SD 固定模式应用图, 开关 S 闭合时处于 ACF- 模式, 打开后则进入 SD 关断模式 -6-04/204 V0.3
HT6872 CTRL R PD 图 3 ACF- 模式实现 若不需 SD 低功耗应用, 可去掉开关 S 和下拉电阻 R PD, 直接将 CTRL 脚接电源 VDD 即可 ( 二 ) 精简应用电路 (ACF-off) 图 4 模式精简电路 表 2 精简电路电阻取值 电源电压 VDD 3.3V~5.5V 6.5V R CTRL 200kΩ 200kΩ R CTRL2 39kΩ 30kΩ CTRL 模式功能描述 ( 一 ) ACF ON 模式 在 ACF 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,HT6872 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, HT6872 也能自动衰减输出增益, 实现与 VDD 下降值相匹配的最大限度无削顶输出水平 -7-04/204 V0.3
图 5 ACF 工作原理示意图 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, 从 ACF 启动对放大器的增益调整, 直到增益从 Av 0 衰减至距目标衰减增益 3dB 时的时间间隔 ; 释放时间 (Release time) 指从产生削顶的输入条件消失, 到增益退出衰减状态恢复到 Av 0 的时间间隔 HT6872 的最大衰减增益为 0dB ACF 模式启动时间和释放时间 ( 见下表 ) ( 二 ) ACF OFF 模式 表 3 ACF 模式启动时间和释放时间 模式 启动时间 释放时间 ACF 72ms 720ms 在 模式下,ACF 功能被关闭,HT6872 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=Av 0 =23.5dB 恒定不变 HT6872 可能因输出存在破音失真而音质变坏 ( 三 ) 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 ( 内部通过高阻接地 ) 咔嗒 - 噼噗声消除 HT6872 内置控制电路实现了独创的杂音抑制效果, 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.µF 或更小的隔直电容 C IN 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 : 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 -8-04/204 V0.3
保护功能 HT6872 HT6872 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 () 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, 可自动恢复正常工作 (2) 过温保护当检测到芯片内温度超过 50 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 VDD 低于 V UVLL (.9V), 启动欠压保护, 输出端为弱低电平状态 ( 内部通过高阻接地 ); 当检测到 VDD 高于 V UVLH (2.06V), 保护模式自动解除, 经启动时间 T STUP 后进入正常工作状态 -9-04/204 V0.3
应用电路举例 () 单端输入,ACF 固定模式应用 通过打开开关 S 进入 SD 关断模式 ; 若不需 SD 低功耗应用, 可去掉开关 S 和下拉电阻 R PD, 直接将 CTRL 脚接电源 VDD (2) 单端输入, 固定模式应用 通过打开开关 S 进入 SD 关断模式 ; 若不需 SD 低功耗应用, 可去掉开关 S ( 请根据预置模式和 VDD 电压设置不同 R CTRL 和 R CTRL2 值 ) -0-04/204 V0.3
(3) 差分输入, 非固定模式应用, 通过 CTRL 和 CTRL 2 电位实现 ACF 和 灵活切换 注 - 以上应用图中元件说明 : C IN : 隔直电容, 采用 0.µF 或更小的 ( 如 33nF),±0% 的 C IN 来进一步消除咔嗒 - 噼噗声和从输入端耦合进入的噪声 正负端两个 C IN 之间需具有良好的匹配性 C S : 电源去耦电容, 采用足够低 ESR( 等效串联电阻 ) 的电容 ( 不小于 µf) 当 R L =4Ω 或 VDD 4.5V 时, 为更好的滤除低频噪声, 建议另加一个低 ESR 电容 ( 不小于 0µF) 去耦电容离 VDD 管脚越近越好, 保持 3mm 之内 C B :BYPASS 端口输出 VDD/2 电压, 通过电容 C B (µf) 接地以保证稳定性 -- 04/204 V0.3
封装外形.46 ±0.02.58 ±0.02 0.38 ±0.02 Pin A 0.235 ±0.02 (seating plane).00 P-0.50 0.29.00 0.23 P-0.50 2 3 A B C 9 0.32±0.02 符号 最小 最大 A.35.75 A 0.0 0.25 A2.35.55 b 0.33 0.5 c 0.7 0.25 D 4.70 5.0 E 3.80 4.00 E 5.80 6.20 e.27(bsc) L 0.40.27 θ 0 8 9 焊球 WLCSP 单位 : mm 8 引脚 SOP 单位 : mm -2-04/204 V0.3