DSAW8733CNV自适应电荷泵超大音量超低EMIK类音响功率放大器Word文档格式.docx

1、 GND PVDD CN NC AW8733 器件标识 （TOPSIDE MARK） VOPGNDVONPVDDNC ININVDD FS AW8733 - AW8733TQR ABCD - 生产跟踪码 图 1 AW8733引脚分布及标识图 版权所有? 2011上海艾为电子技术有限公司 共 16 页 典型应用图 图 2 AW8733差分输入方式应用图 订购信息 产品型号 工作温度范围 封装形式 3mmX3mm AW8733TQR 器件标记 发货形式 卷带包装 -4085 20-Pin TQFN AW8733 3000 片/盘 引脚定义及功能 序号 1 符号 SHDN描述 关断引脚，低有效；支持

2、一线脉冲方式控制。 NC Flying电容的正端。 电源 NC 差分输入的负端 差分输入的正端 电源 备用引脚 NC 功放的电源引脚 功放的负输出端 地 功放的正输出端 NC 功放的电源引脚 电荷泵的输出引脚。 Flying电容的负端。 地 绝对最大额定值（注1） 参数 电源电压VDD INP，INN，SHDN引脚电压 封装热阻JA环境温度 最大结温TJMAX存储温度TSTG 范围 -0.3V to 7V -0.3V to VDD+0.3V 48/W -40 to 85 125 -65 to 150 引脚温度（焊接10秒） ESD范围（注2） HBM（人体静电模式）Latch-up 测试标准：

3、JEDEC STANDARD NO.78B DECEMBER 2008 +IT：450mA -IT：-450mA 注1: 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2: HBM测试方法是存储在一个100pF电容上的电荷通过1.5 K?电阻对引脚放电。测试标准：MIL-STD-883G Method 3015.7 电气特性 测试条件：TA=25，RL=8+33uH，（除非特别说明） = VDDIQISDVIHVILIIHVILVn 电源电压 静态

4、电流 关断电流 高电平输入电压 低电平输入电压 高电平输入电流 低电平输入电流 噪声输出电压 条件 最小典型 最大 单位 VDD=3.6V，RL=8?+33H，无输入= VDD=3.6V，SHDN=0V A DD V SHDNSHDN A A SHDN，VDD=5.5V，VI=5.8V SHDN，VDD=5.5V，VI=-0.3V A weighting，gainuVrms No weighting, gain=24V/V 40 6.3 保护温度迟滞温度电荷泵 PVDDIOUTF1tSTART 输出电压 VDD=3V to 5.5V 最大输出电流工作频率 软启动时间 VDD=2.8V to 5

5、.5V COUT=10F 480 600 720 KHz K类功放 VOS RINF2PSRR TON 失调电压 输入电阻 空载状态1和状态K? 状态3和状态K? 调制频率 电源抑制比 启动时间 VDD=2.8V to 5.5V 240 300 360 KHz VDD=3.6V，Vpp_sin=200mV，fdB VDD=3.6V，Vpp_sin=200mV，fVDD=2.8V to 5.5V VDD=3.6V，Po=0.3W，RL=8?+33H，f=1kHz Po=1W，RL=8?+33H，f1kHzVDD=3.6V， THD+N=1%，f=1kHz， 35 50 ms THD+N 总谐波失

6、真+噪声 % PO输出功率（普通模式） RL=8?+33H，VDD=4V THD+N=10%，f=1kHz， RL=8?+33H，VDD=4V W 2011上海艾为电子技术有限公司 共 16 页TA=25（除非特别说明） NCN TATTRLAMAX Attack time Release time VDD3.6V 条件 最小典型 最大 单位 VDD 0.750.75 最大衰减增益一线模式控制 THITLOTOFF SHDN高电平持续时间SHDN低电平持续时间SHDN关断延迟时间 AW8733 产品手册2011年1月 V1.0 典型特性曲线 AW8733 产品手册 2011 年 1 月 V1.

7、0 2011 上海艾为电子技术有限公司 共 16 页 AW8733 产品手册2011年1 月 版权所有? 2011 上海艾为电子技术有限公司 共 16 页 功能框图 图 3 AW8733功能框图 工作原理 第一代的K类音响功率放大器AW8730，AW8731在Li+电池供电时，能持续为8?喇叭提供2.0W的功率。第二代K类功放AW8732不但提供更高的输出功率2.3W，还集成了消噪功能，能够有效的抑制射频干扰和TDD 噪声。AW8733是第三代的K类功放，其内部集成自适应电荷泵升压电路内部的升压电路采用自适应的形式，在输入电压幅度比较小时电路工作在D类功放状态，效率最高可达90%，在输入幅度较

8、大时工作在2倍模式，PVDD升压到6.3V，输出功率可达到2.3W。 AW8733内部集成了提升电源抑制比的技术，就算外围元器件存在失配，217HZ频率下的PSRR也可以达到-75DB左右，可以有效的降低电源传导所致的TDD噪声。 由于K类功放的放大倍数较高，基带内部的噪声经过功放容易形成较明显的底噪，AW8733内部 当电源电压一定的时候，Vout越高，那么电荷泵的转换效率越高。当Vout=2Vin，理论上charge pump的转换速率可达到100%（实际上由于存在开关损耗，最高效率约90%）。由于最小线宽为0.5um的 CMOS工艺的耐压只能达到5V，所以艾为的第一代K类功放采用高压CM

9、OS工艺升压到5.5V。 第二代及以后的K类功放采用了更高压的dual-gate CMOS工艺，耐压更高，其PVDD升压达到6V以上, 就提高了2倍模式下charge pump的工作效率。 D类功放的功率损耗来自于开关阻抗和动态电流损耗，基本上维持在90%以上。由于音频信号播放时，信号大小和幅度是不断变化的。在音频信号输入较小时，输出电压幅度很低，输出在正常Li+电池电压下工作不会产生失真，此时不需要升压电路，AW8733在这种情况下工作在一 D类一致，高达 集成了消噪功能，使得输出噪声达到非常低的水平。 倍模式，电荷泵的转换效率与 90%左右，因此大大降低了电源损耗。音频信号大多数蜂窝电话采

10、用时分多址（ TDMA）标准，这种复用技术以217HZ的频率对高频载波进行通/断脉冲调制。容易受到RF干扰的IC会对该载波信号进行解调，再生出217HZ及其谐波成分的信号。由于这些频谱成分的绝大多数都落入音频范围，因此它们会产生令人生厌的“嗡嗡”声。AW8733的消噪功能可以有效的提升功放对射频信号的抑制能力。 AW8733采用一线脉冲方式控制四个状态，实12dB，没有防破音功能；状态2的增益为16dB，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。 完善的故障保护功能有效防止芯片在异常工作状况下损坏；只需少量的外围应用元件，适合便携产品应

11、用。 超高效率的自适应电荷泵 K类功放的工作原理是靠电压调整型电荷泵提升电源电压。电压调整型电荷泵的转换效率会受到输出电压的限制，当输出电压为Vout，输入电源电压为Vin时，电荷泵的转换效率约等于Vout/2Vin。 输入较大时，AW8733工作在二倍模式。 一倍二倍模式转换输出功率设置在0.8W8ohm。 V Voltage - V 现不同增益和NCN模式的选择。状态1的增益为 T Time - s 图 4 AW8733 chargepump输出随输入变化 波形 二倍模式下，电荷泵的工作频率在600kHz左右。模式转换以及启动时，电荷泵都有软启动功能，还有限流和碰地保护功能，避免发生故障时

12、损害芯片。 消噪功能 由于载流子的无序运动，手机基带内部的音源信号以及功放本身都会产生噪声。AW8733的本地噪声非常低，不同电源电压下AW8733的输出噪声电压低至35uV，尤其适合高品质音乐手机的需求。 由于K类功放的增益比较大，所以基带的内部小功率的功放的输出噪声容易被放大。播放语音或者音乐信号的间隙，输出噪声很容易被听到。如何使基带传输的音频信号被正常放大，而噪声被抑制呢？AW8733集成了消噪功能，功放内部自动识别噪声和音频信号，识别出音频信号时，功放处于正常放大状态，识别为噪声时，功放会逐渐降低增益，使基带的噪声得到抑制。如下图所示： 输入信号波形 AW8733 产品手册 2011

13、年1月 V1.0 软启动时间大概800us左右，防止芯片从电源吸入或者灌入过大的电流导致电源电压的波动。电荷泵 功放的PSRR就会越差。AW8733内部集成了加强电源抑制比的技术，即使功放输入端的电阻电容存在失配时，也能够在217Hz处提供-70dB的电源抑制比，提高了功放抗电源波动干扰的性能。 在系统应用中，功放的工作环境十分复杂。Pcb板上的高频信号容易干扰到功放的输入和电源，地的走线。因此pcb布板必须严格避免功放的输入信号线和天线走线平行。高频信号被功放拾取后，可能会被解调传递到输出端变平成217Hz的噪声，导致辐射干扰引起的TDD-Noise问题，AW8733具有业内领先的抗射频干扰

14、的性能。 POP-Click抑制 AW8733内置专有时序控制电路，实现全面的POP-Click抑制，有效地消除了系统在上电、下电、唤醒和关断操作时可能出现的瞬态杂音。 EEE技术 AW8733采用创新的EEE技术，有效控制输出信号的边沿翻转速度，在全带宽范围内极大地降低 EMI干扰，完全满足FCC的标准要求。 防破音（NCN）功能 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。AW8733独特的防破音（NCN）功能可以通过检测放大器输出的破音失真，自动调整系统增益， 图 5 AW8733 消噪功能滤除噪

15、声的输出波形 手机与基站之间通信，会导致手机和功放电源上产生217Hz的纹波。如果功放的电源抑制比不够高，电源上的纹波就会在功放的输出端转化为差模输出的信号，这就是传导所导致的TDD-Noise问题。K类功放一般采用全差分的结构，电源抑制比受到外围电阻电容匹配的影响。电阻电容失配越大， 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。 启动时间（Attack Time）是指从发生破音失真到系统增益调节完成的时间。 释放时间（Release Time）是指从破音失真消失到系统完全退出增益衰减状态的时间。 NCN启动时间和释放时间如表1所示。 假设

16、不受电源电压限制时的音频输出信号 普通模式下的音频输出信号 防破音（NCN）模式下的音频输出信号 图 6 NCN功能示意图 工作模式选择 AW8733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芯片的工作模式，图5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，gain=4V/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6V/V；当SHDN接收到三个上升沿，gain=16V/V ，无防破音；SHDN接收到四个上升沿，gain=24V/V，开启防破音功能。AW8733的一线脉冲采用循环式，也就是说，如果SHDN接收

17、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。 THI TLO TOFF 建议AW8733工作在第四个状态，进入第四个状态的控制信号如下图： 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，低至0.1uA以下。 一线脉冲信号的时序图如图6所示：其中THI指 脉冲的高电平宽度，推荐值：2us；TLO指脉冲的低电平宽度，推荐值：TOFF指芯片进入关断模式所需的低电平时间。 AW8733 NCNOFF GAIN=12dB NCNON NCNOFFGAIN=16dBGAIN=24dB NCNONGAIN=27.5dB S

18、hutdown 图 7 一线控制对应的工作模式 图 8 一线脉冲信号的时序图 上海艾为电子技术有限公司 针对SHDN引脚的特殊性，AW8733内置了Deglitch 模式2：Av=240K / （30K+Rin）=6V/V 模式3：Av=240K / （5K+Rin）=16V/V 模式4：Av=360K / （5K+Rin）=24V/V 电路，可以消除SHDN引脚上宽度小于150ns的高低电平毛刺，有效避免由于毛刺导致芯片工作模式错误。 增益设置 为了简化设计AW8733集成了反馈电阻和部分输入电阻，以外围输入电阻10K为例，则 模式1：Av=160K / （30K+Rin）=4V/V 保护电

19、路 当芯片输出引脚VON或VOP与电源或地短路，或者输出之间短路时，短路保护电路会关断芯片以防止芯片被损坏。短路故障消除后，AW8733自动恢复工作，无需重新启动。 电源去耦电容 为了获得最优的性能，良好的电源去耦都是必不可少的。建议用10uF，低ESR的X7R或X5R陶瓷电容，且去耦电容尽量靠近芯片电源引脚放置。 AW8733具有过温保护功能，当芯片温度大于150时，芯片会被关断。当芯片温度降至130后， 再恢复工作，有20的迟滞温度。 应用信息 电荷泵的Flying电容 Flying电容的大小直接影响电荷泵的负载调整率和输出驱动能力，Flying电容越大，负载调整能力越强，驱动能力也越强。

20、建议使用容值为4.7uF，ESR较小的X7R或X5R陶瓷电容。 电荷泵的输出电容 输出电容COUT的容值和ESR直接影响电荷泵输出电压的纹波，从而影响功放的性能。选用容值10uF，ESR较小的X7R或X5R陶瓷电容可以大大减低电压纹波。由于电容的封装尺寸和直流偏置电压会影响电容容值。封装尺寸越大，额度耐压越高，电容损失的容值越小。所以建议选用尺寸是0805，额度耐压在10V左右的电容。 输入滤波器 音频信号通过隔直电容输入到AW8733的INP与INN。输入电容与输入电阻构成一个高通滤波器，在前两种工作模式，截止频率为 f=1/（2*Cin*（Rin+30k），在后两种工作模式，截止频率为f=

21、1/（2*Cin*（Rin + 5K）。 应用中选用较小的Cin电容有助于滤除从输入端耦合进入的217Hz噪声。两个输入电容之间良好的匹配对提升芯片整体性能及噼噗-咔嗒声抑制都有帮助。 磁珠与电容 图 9 磁珠与电容 AW8733在没有磁珠、电容的情况下，仍可满足FCC标准要求。在输出音频线过长或器件布局靠近EMI敏感设备时，建议使用磁珠、电容。磁珠及电容要尽量靠近芯片放置。 PCB设计考虑 为了充分发挥AW8733的性能，PCB的布局布线必须要仔细考虑，设计过程中应遵循以下原则： 1 尽量单独走一条短而粗电源线给AW8733，铜 线宽度大概0.75mm。去耦电容尽量靠近电源引脚放置。 2 F

22、ying电容尽量靠近AW8733的CN和CP引 脚放置，输出电容靠近PVDD引脚放置，且电容到芯片引脚的连线尽量短而粗。 3 AW8733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，AW8733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。 AW8733 产品手册2011年1月 V1.0封装描述 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。