CST4809概述:
CST4809是一款A(yù)B類、雙聲道音頻功率放大器。每通道能 提供105mW的平均功率(5V工作電壓,16Ω負(fù)載, THD+N=0.1%),音頻范圍內(nèi)總諧波失真+噪聲小于 0.1%(20Hz~20KHz)。
CST4809的應(yīng)用電路簡單,只需極少數(shù)外圍器件;CST4809輸出不需要自舉電容或者緩沖網(wǎng)絡(luò),采用MSOP、 SOP封裝,節(jié)約電路面積,非常適合移動電話及各種 移動設(shè)備等使用低電壓、低功耗應(yīng)用方案上使用。 CST4809可以通過控制進(jìn)入休眠模式,從而減少功耗;CST4809具有內(nèi)部熱敏關(guān)斷保護(hù)機(jī)制。
CST4809工作穩(wěn)定,增益帶寬積高達(dá)2.5MHz,并且單位增 益穩(wěn)定。反饋電阻外置,通過外部增益配置電阻進(jìn)行 增益配置,方便應(yīng)用。
CST4809特性:
高電源電壓抑制比(PSRR),在217Hz及1KHz時,達(dá)到70dB
在16Ω負(fù)載,輸出功率為105mW時,噪聲及諧波失真(THD+N)<0.1%(f=1KHz)
在32負(fù)載,輸出功率為70mW時,噪聲+諧波失真(THD+N)<0.1%(f=1KHz)
掉電模式漏電流小,典型值為0.4μA
封裝小,MSOP,SOP封裝,節(jié)約電路面積
上電、掉電的“噼啪”聲抑制能力好
寬工作電壓范圍2.0V—6V
不需自舉電容
單位增益穩(wěn)定
CST4809應(yīng)用: :
耳機(jī)功放
個人移動終端PDA
K歌話筒
話筒前置放大器
CST4809原理框圖:
CST4809 微功耗關(guān)斷功能
為了降低非工作期間的功耗,4809用一個關(guān)斷引腳從外部關(guān)斷運(yùn)放的偏置電路。當(dāng)一個邏輯低電平加在關(guān)斷引腳上時,關(guān)斷功能塊就會將運(yùn)放關(guān)掉。邏輯低和邏輯高電平的觸發(fā)點(diǎn)通常是電源中點(diǎn)。在地和電源之間的關(guān)斷最好能夠最大限度的滿足器件的性能要求。
將關(guān)斷引腳/SD切換到GND時,4809電源電流在關(guān)斷模式下將被最小化。當(dāng)器件被關(guān)斷且關(guān)斷引腳電壓大于0.2V DD 時,關(guān)斷電流可能比典型值0.4μA更大。另外,關(guān)斷引腳應(yīng)該連接到一個確定的電位上,因?yàn)殛P(guān)斷引腳懸空可能導(dǎo)致放大器工作的不可預(yù)測。
在許多應(yīng)用中,用一個微控制器或者微處理器用來控制關(guān)斷電路,以使電路迅速、平滑的轉(zhuǎn)向關(guān)斷狀態(tài)。另外一種方法是使用一個帶外部上拉電阻的單刀單擲開關(guān),當(dāng)開關(guān)閉合時,引腳/SD被連接到地而禁止放大器工作;如果開關(guān)不閉合,外部的上拉電阻將使能4809。這種方案確保關(guān)斷引腳不會被懸空,以避免不可預(yù)測的狀態(tài)變化。
CST4809功耗
功耗對于放大器來講是一個關(guān)鍵指標(biāo)之一,差分輸出的放大器的最大自功耗為:
PDMAX =4×(V DD ) 2 /(2×Π 2 ×R L )
必須注意,自功耗是輸出功率的函數(shù)。
在進(jìn)行電路設(shè)計時,不能夠使得芯片內(nèi)部的節(jié)溫高于T JMAX (150℃),根據(jù)芯片的熱阻? JA 來設(shè)計,可以通過自己散熱銅鉑來增加散熱性能。
如果芯片仍然達(dá)不到要求,則需要增大負(fù)載電阻、降低電源電壓或降低環(huán)境溫度來解決。
CST4809電源旁路
在放大器的應(yīng)用中,電源的旁路設(shè)計很重要,特別是對應(yīng)用方案的噪聲性能及電源電壓抑制性能。設(shè)計中要求旁路電容盡量靠近芯片、電源腳。典型的電容為10μF的電解電容并上0.1μF的陶瓷電容。
在CST4809應(yīng)用電路中,另一電容C B (接BYP管腳)也是非常關(guān)鍵,影響PSRR、開關(guān)/切換噪聲性能。具體要求請參考后面的旁路電容選擇部分。
CST4809 外圍元件的選擇
正確選擇外圍元器件才能夠確保芯片的性能,盡管CST4809能夠有很大的余量保證性能,但為了確保整個性能, 也要求正確選擇外圍元器件。
CST4809整體增益穩(wěn)定,為設(shè)計者提供了最大靈活性。CST4809應(yīng)該用于低增益配置中以最小化THD+N的值、最小 化信噪比。低增益配置需要大的輸入信號來獲取給定的輸出功率,來自諸如音頻編解碼器的輸入信號需要等于 或者大于1Vrms.參考音頻功率放大器設(shè)計一節(jié)以獲得正確增益選擇的更多完整解釋。
除增益之外,一個主要的設(shè)計考慮是放大器的閉環(huán)帶寬,對于一個大范圍而言,通過選擇圖1中的外部元件確定帶寬。輸入耦合電容Ci和輸出耦合電容Co形成第一級高通濾波器,這限制了低頻響應(yīng)。這些值應(yīng)該基于頻率響應(yīng)的需要進(jìn)行選擇。
CST4809在單位增益穩(wěn)定,因此使用的范圍廣。通常應(yīng)用單位增益放大來降低THD+N,是信噪比最大化。但這要求輸入的電壓最大化,通常的CODEC能夠有1V rms 的電壓輸出。另外,閉環(huán)帶寬必須保證,輸入耦合電容 C i (形成一階高通)決定了低頻響應(yīng),
CST4809 選擇輸入耦合電容
過大的輸入電容,增加成本、增加面積,這對于成本、面積緊張的應(yīng)用來講,非常不利。顯然,確定使用多大的電容來完成耦合很重要。實(shí)際上,在很多應(yīng)用中,揚(yáng)聲器(Speaker)不能夠再現(xiàn)低于100Hz-150Hz的低頻語音,因此采用大的電容并不能夠改善系統(tǒng)的性能。
除了系統(tǒng)的成本和尺寸外,噪聲性能被輸入耦合電容大小影響,一個大的輸入耦合電容需要更多的電荷以達(dá)到靜態(tài)直流電壓(通常為電源中點(diǎn)電壓即1/2V DD ),這些電荷來自于反饋的輸出,往往在器件使能時產(chǎn)生噪聲。因此,基于所需要的低頻響應(yīng)的基礎(chǔ)上最小化輸入電容,開啟噪聲能夠被最小化。
除了最小化輸入輸出電容尺寸,旁路電容的尺寸也應(yīng)該詳細(xì)考慮。旁路電容C B 是最小化開啟噪聲的最要的元器件,它決定了CST4809開啟的快慢,CST4809的輸出達(dá)到靜態(tài)直流電壓(通常為電源中點(diǎn)電壓即1/2V DD)的過程越 緩慢(見表8),開啟噪聲越小。選擇1.0μF的C B 和一個小的Ci(在0.1μF~0.39μF)將實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上沒有噪聲的關(guān)斷 功能。在器件功能正常(沒有振蕩或者噼啪聲)且C B 為0.1μF時,器件會更多的受到開啟噪聲的影響。因此,在 所有的除了最高成本敏感的設(shè)計中推薦使用1.0μF或者更大的C B 。
CST4809封裝尺寸