CS8121S

CS8121S YONGFUKANG | Alldatasheet

Document overview

• Manufacturer or author: Provided By ALLDATASHEET.COM(FREE DATASHEET DOWNLOAD SITE)
• PDF pages: 9

Technical content

4.0W单声道、超低EMI、无滤波器D类音频功放 概要 CS8121S CS8121S的 全 差 分 架 构 和 极 高 的PSRR有 效 地 提 高 了 CS8121S对RF噪声的抑制能力,并且省去了传统音频功 放的BYPASS电容。 CS8121S内置了过流保护,短路保护和过热保护,有效的保 护芯片在异常的工作条件下不被损坏。 CS8121S提供了纤小的封装形式可供客户选择,其额定的 工作温度范围为-40℃至85℃。 Ÿ输出功率 Ÿ 独创的AERC技术,提供优异的全带宽EMI抑制能力 Ÿ 优异的"噼噗-咔嗒"(pop-noise)杂音抑制能力 Ÿ 工作电压范围：2.5V到6.5V Ÿ 无需滤波的Class-D结构 Ÿ 高达90%的效率 Ÿ 高的电源抑制比(PSRR)：在217Hz下为-80dB Ÿ 快速的启动时间 (40ms) Ÿ 低静态电流 (3mA) Ÿ 低关断电流 (＜0.1µA) Ÿ 过流保护，短路保护和过热保护 Ÿ 符合Rohs标准的无铅封装 应用: Ÿ USB音箱/便携式音箱 ŸPMP/MP4/MP5播放器 ŸGPS PO at 10% THD+N, VDD = 6V RL = 8 Ω 2.33W(典型值) RL = 4 Ω 4.0W(典型值) PO at 1% THD+N, VDD = 3.6V RL = 8 Ω 0.70W(典型值) RL = 4 Ω 1.25W(典型值) 描述 Jul,2011 Rev.1.0 封装 SOP8L Ÿ其他客户要求的封装类型 CS8121S是一款高效率，超低EMI 4.0W单声道Ｄ类音 频放大器。CS8121S无需滤波器的PWM调制结构减少了 外部元件、PCB面积和系统成本，而且也简化了设计。 高达90%的效率， 快速的启动时间和纤小的封装尺寸使 得CS8121S成为小型手上设备和PDA的最佳选择。 CS8121S采 用 独 创 的 AERC(Adaptive Edge Rate Control)技术,能提供优异的全带宽EMI抑制能力,在不加 任何辅助设计时,在FCC Part15 Class B标准下仍然具有 超过20dB的裕量，特别适合FM、CMMB、手机模拟电视 等易受EMI干扰的应用。 引脚分布 SOP_8L (Top View) 引脚定义以及功能 正相音频输入 反相音频输出 模拟电源输入 6 地 7 反相音频输入 关断控制 SD +IN -IN VO+ VDD GND VO- 正相音频输出 无连接 序号 描述符号 NC 4 5 SD NC +IN -IN VDD VO+ VO- GND CS8121S TEL:0755-82863877 13242913995 E-MAIL:panxia168@126.com http://www.szczkjgs.com

功能框图 Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S CS8121S INN INP AVDD SHUTDOWN GND VOP VON Cs 1nF 1nF BEAD PVDD 1μF Cin Cin Rin Rin 150kΩ Output Stage Class-D Modulator TTL Buffer OCP Internal Oscillator AERC Module System Control Pop & Click Suppression 150kΩ UVLO OTP Gain2=2 V/V Gain1=150kΩ/Rin BEAD CS8121S功能框图 典型应用图 差分输入 VO- GND VDD VO+ Cs CS8121S IN- Cin IN+ Rin Cin Rin SHUTDOWN Off On CS8121S差分输入方式应用图 图 单端输入 VO- GND VDD VO+ Cs CS8121S IN- Cin IN+ Rin Cin Rin SHUTDOWN Off On CS8121S单端输入方式应用图 图

参数 描述 描述 数值 数值 单位 VDD 无信号输入时供电电源 ６.５ VI 输入电压 -0.3 to VDD +0.3 V TJ 结工作温度范围 -40 to 150 ℃ T T SDR STG 引脚温度（焊接10秒） 260 极限参数表 参数 单位 V 输入电压 环境温度范围 -40~85 -40~125 ESD 范围 ±4kV ESD 范围HBM(人体静电模式) ±400V ESD 范围 MM( 机器静电模式) 存储温度范围 -65 to 150 推荐工作环境 VDD TA 结温范围 CS8121S 上述参数仅仅是器件工作的极限值，不建议器件的工作条件超过此极限值，否则会对器件的可靠性及寿命产生 影响，甚至造成永久性损坏。 Jul,2011 Rev.1.0 Tj 热效应信息 订购信息 产品型号 器件标识 包装类型 数量 CS8121SM 管装 100 units 封装形式 SOP-8L . 8121S XXXX 描述 数值参数 单位 (SOP8) ℃/W封装热阻---芯片到环境热阻 190JA V 2.5~6.５ (SOP8) ℃/W封装热阻---芯片到封装表面热阻 35Jc

电气参数 TA = 25°C (除非特殊说明) 描述 参数 测试条件 最小 典型值 最大 单位 VOO 输出失调电压 VIN=0V, Av=2V/V PSRR 电源抑制比 CMRR 共模抑制比 输入管脚短接 , VDD=2.5V to IIH 高电平输入电流 DD =6.0V, VI= VDD 50 µ A IIL 低电平输入电流 DD=6.0V, VI µA VDD=3.6V,无负载,无滤波 3.6 静态电流 mA ISD 关断电流 µA rDS(ON) 源漏导通电阻 mΩ V(SHUTDOW N )=0.35V f(SW) 调制频率 Khz 放大倍数 CS8121S V 关断状态下输出阻抗 Jul,2011 Rev.1.0 0.1 工作特性 描述 TA=25°C,Gain = 2 V/V, RL = 8 Ω (除非特殊说明) PO 输出功率 W 启动时间 2.90 2.50 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 25 mV -80 dB -70 dB V = 0 V 5 260 330 VDD=5.5V VDD=3.6V VDD=2.7V to 5.5V Gain DDI Rin 150kΩ2× V/V SHUTDOWN 引脚下拉电阻 RSD KΩ 230 2.5 VDD=6.0V,无负载,无滤波 VDD=2.5V to 6.0V,217Hz VDD=2.5V to 6.0V 2 KΩ VDD=6.0V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω VDD=6.0V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω VDD=6.0V,THD=10%,f=1KHz,RL=8Ω 1.66 VDD=6.0V,THD=1%, f=1KHz,RL=8Ω VDD=5.0V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω VDD=5.0V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω VDD=5.0V,THD=10%,f=1KHz,RL=8Ω VDD=5.0V,THD=1%, f=1KHz,RL=8Ω VDD=3.6V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω VDD=3.6V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω VDD=3.6V,THD=10%,f=1KHz,RL=8Ω VDD=3.6V,THD=1%, f=1KHz,RL=8Ω 1.36 1.70 1.20 0.80 0.62 THD+N 总谐波失真+噪声 VDD=5.0V,Po=0.6W, f=1KHz,RL=8Ω VDD=4.2V,Po=0.4W, f=1KHz,RL=8Ω VDD=3.6V,Po=0.4W, f=1KHz,RL=8Ω 0.11 0.16 0.15 η 效率 tST VDD=5.0V,Po=0.6W, f=1KHz,RL=8Ω 90 % 40 ms 750 6.0V 4.00 3.30 1.95 2.33

典型特征曲线 Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S TA=25°C,Gain = 2 V/V, RL = 8 Ω (除非特殊说明) OUTPUT POWER vs SUPPLY VOLTAGE Supply Voltage ( V ) Output Power ( W ) 0.5 1.5 2.5 3.5 RL=4Ω+33μH f=1kHz 1% THD 10% THD 0.5 1.5 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 RL=8Ω+33μH f=1kHz 10% THD 1% THD OUTPUT POWER vs SUPPLY VOLTAGE Supply Voltage ( V ) Output Power ( W ) 100 Output Power ( W ) Efficiency ( % ) EFFICIENCY vs OUTPUT POWER 1.2 1.4 Class AB 1.8 VDD=5V VDD=3.6V VDD=2.5V RL=8Ω+33μH Efficiency ( % ) Output Power ( W ) EFFICIENCY vs OUTPUT POWER 3.2 VDD=2.5V RL=4Ω+33μH VDD=5V VDD=3.6V Class AB THD+N ( % ) Output Power ( W ) 0.01 0.1 1 0.01 0.1 THD+N vs OUTPUT POWER VDD=5V VDD=3.6V VDD=4.2V RL=8Ω+33μH Av=2 f=1kHz THD+N ( % ) Output Power ( W ) 0.01 0.1 1 0.01 0.1 THD+N vs OUTPUT POWER VDD=5V VDD=3.6V VDD=4.2V RL=4Ω+33μH Av=2 f=1kHz 6.0 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6.0

Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S 典型特征曲线 TA=25°C,Gain = 2 V/V, RL = 8 Ω (除非特殊说明) THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K 0.01 0.1 VDD=4.2V Av=2 RL=4Ω+33μH PO=300mW PO=600mW PO=1W THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K 0.01 0.1 THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K 0.01 0.1 VDD=4.2V Av=2 RL=8Ω+33μH PO =200mW PO =400mW PO=800mW VDD=3.6V Av=2 RL=8Ω+33μH PO =150mW PO =300mW PO =600mW THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K 0.01 0.1 VDD=3.6V Av=2 RL=4Ω+33μH PO=200mW PO=500mW PO =800mW THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K PO =400mW VDD=5V Av=2 RL=4Ω+33μH 0.01 0.1 PO =800mW PO =1.5W THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K VDD=5V Av=2 RL=8Ω+33μH 0.01 0.1 PO =250mW PO =500mW PO=1.2W

Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S 典型特征曲线 TA=25°C,Gain = 2 V/V, RL = 8 Ω (除非特殊说明) 20 100 20K1K 10K -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 PSRR (dB) PSRR vs FREQUENCY FREQUENCY ( Hz ) RL=8Ω+33μH VDD=2.5V VDD=3.6V VDD=5V 2.6 2.8 3.2 3.4 3.6 3.8 3 3.5 4 4.5 5 5.5 Supply Voltage ( V ) Supply Current ( mA ) SUPPLY CURRENT vs SUPPLY VOLTAGE RL=4Ω+33μH RL=8Ω+33μH CMRR (dB) CMRR vs FREQUENCY FREQUENCY ( Hz ) 20 100 20K1K 10K -75 -70 -65 -60 -55 -50 VIC=1VPP RL=8Ω+33uH VDD=3.6V VDD=5V VDD=2.5V

产品特性 效率 I 输出晶体管的开关工作方式决定了D类放大器的高效率。 在 Ｄ 类 放 大 器 重 ， 输 出 晶 体 管 就 像 是 一 个 电 流 调 整 开 关，切换过程中消耗的额外功率基本可以忽略不计。输 出级相关的功率损耗主要是由MOSFET导通电阻与电源 电流产生的I R。CS8121S系列的效率可达90%。 CS8121S系列是一款超低EMI,4.0W,单声道,D类音频功率 放大器。在6V电源下，能够向4Ω负载提供3.0W的输出功 率，并具有高达90%的效率。 CS8121S采 用 专 有 的 AERC((Adaptive Edge Rate Control)技术,在音频全带宽范围内极大地降低了EMI的干 扰，对60cm的音频线，在FCC的标准下具有超过20dB的 裕量(如下图)。 Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S CS8121S无需滤波器的PWM调制结构减少了外部元件数 目，PCB面积和系统成本，并且简化了设计。芯片内置了 过流保护，过热保护盒欠压保护功能，这些功能保证了芯 片在异常的工作条件下关断芯片，有效地保护了芯片不被 损坏，当异常条件消除后，CS8121S有自恢复功能可以 让芯片重新工作。 无需滤波器 CS8121S系列采用无需滤波器的PWM调制方式，省去了 传统D类放大器的LC滤波器，提高了效率，为便携式设备 的音频子系统提供了一个更小面积，更低成本的实现方 Pop & Click抑制 CS8121S系列内置专有的时序控制电路,实现全面的Pop & Click抑制,可以有效地消除系统在上电,下点,Wake up和 Shutdown操作时可能会出现的瞬态噪声。 EMI测试频谱图 保护电路 CS8121S系列在应用的过程中,当芯片发生输出管脚和电 源或地短路，或者输出之间的短路故障时,过流保护电路 会 关 断 芯 片 以 防 止 芯 片 被 损 坏 。 短 路 故 障 消 除 后,CS8121S自动恢复工作。当芯片温度过高时,芯片也会 被关断。温度下降后,CS8121S可以继续正常工作。当电 源电压过低时,芯片也将被关断,电源电压恢复后,芯片会再 应用信息 去耦电容 (Cs ) CS8121S是一款高性能Ｄ类音频放大器，电源端需要加 适当的电源供电去耦电容来确保其高效率和最佳的总谐 波失真。同时为得到良好的 。去耦电容在布局上应该尽可能的靠近芯片的VDD放 置。把去耦电容放在与CS8121S较近的地方对于提高D类 放大器的效率非常重要。因为器件和电容间的任何电阻 或自感都会导致效率的降低。如果希望更好的滤掉低频 噪音，则需要根据具体应用添加一个10uF或者更大的去 耦电容。 高频瞬态性能，希望电容的 ESR值要尽量的小,一般选择典型值为1uF的电容旁路到 地 输入电阻( R in ) 通过设定输入电阻可以设定系统的放大倍数，如下式： Rin kΩ1502Gain ×= V V ( ) 两 个 输 入 电 阻 之 间 的 良 好 匹 配 对 提 升 芯 片 PSRR,CMRR以及THD等性能都有帮助，因此要求使用 精度为1%的电阻。PCB布局时，电子应紧靠CS8121S放 置，可以防止噪声从高阻结点的引入。 输入电容(C )in 输入电阻和输入电容之间构成了一个高通滤波器，其截 止频率如下式： C )inin (2 Rπ fc = 输入电容的值非常重要，一般认为它直接影响着电路的 低频性能。无线电话中的喇叭对于低频信号通常不能很 好的响应，可以在应用中选取比较大的fc以滤除217HZ噪 声引入的干扰。电容之间良好的匹配对提升芯片的整体 性能和Pop & Click的抑制都有帮助,因此要求选取精度为 10%或者更小的电容. 磁珠和电容 OUTP OUTN 1nF 1nF CS8121S在没有磁珠和电容的情况下,对于60cm的音频 线，仍可满足FCC标准的要求。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 和电容要尽量靠近CS8121S放置。 磁珠 磁珠 FCC Part 15 Class B

Jul,2011 Rev.1.0 CS8121S 封装信息 CS8121S SOP_8L Notes: (1) 所有尺寸都为毫米 Min Max Min Max A 1.350 1.750 0.053 0.069 A1 0.100 0.250 0.004 0.010 A2 1.350 1.550 0.053 0.061 b 0.330 0.510 0.013 0.020 c 0.170 0.250 0.006 0.010 D 4.700 5.100 0.185 0.200 E 3.800 4.000 0.150 0.157 E1 5.800 6.200 0.228 0.244 e L 0.400 1.270 0.016 0.050 θ ° 0 ° 8 ° 0 ° 8 Dimensions In Millimeters Dimensions In InchesSymbol 1.270(BSC) 0.050(BSC)