CS8323S

CS8323S YONGFUKANG | Alldatasheet

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内置BOOST升压、恒定5.0W输出功率、 无扰R类音频功率放大器FM 概要 CS8323S CS8323S的 全 差 分 架 构 和 极 高 的PSRR有 效 地 提 高 了 CS8323S对RF噪声的抑制能力。无需滤波器的PWM调 制结构及内置的BOOST升压模块,尽可能的减少了外围器 件,另 外CS8323S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。 CS8323S提 供 了 纤 小 的 的SOP16L封 装 形 式 供 客 户 选 择,其额定的工作温度范围为-40℃至85℃。 Ÿ内置BOOST模块，AB类D类集成的特殊R类结构 Ÿ输出功率 P at 10% THD+N, VIN = 3.7VO RL = 4 Ω 3.70W(BOOST 升压值为5.5V) RL = 4 Ω 5.00W(BOOST 升压值为6.5V) 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5.0V Ÿ MUCH功能:功放静音同时,PVDD可输出最高2A的电流 Ÿ 无需滤波的Class-D结构 Ÿ 72%的效率 Ÿ 高电源抑制比(PSRR)：在217Hz下为70dB Ÿ 启动时间 (260ms) Ÿ 静态电流 (10mA) 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 描述 Oct,2012 Rev.1.0 封装 SOP16Ÿ CS8323S是一款内置BOOST升压模块R类音频功率放大 器。内置的BOOST升压模块在5.5V和6.5V两个电压点之 间可选。当BOOST升压模块在5.5V的情况下，可以为4 Ω的负载提供3.7W的恒定功率,并通过MUCH使能端的控 制,BOOST模块可以单独提供最高可达2A的电流输出;当 BOOST升压模块在6.5V的情况下，可以为4 Ω的负载提 供5.0W的恒定功率.AB类D类可切换模式的设计,最大限度 的减少音频子系统中功放对FM的干扰.CS8323S在锂电 池 的 供 电 电 压 范 围 内 提 供 了 极 致 的 功 率 输 出 ,使 得 CS8323S成为便携式音箱设备特别是扩音器产品的最优 选择. 典型应用图 应用 Ÿ便携式蓝牙音箱 Ÿ扩音器 IN+ IN- OUTP OUTN CIN CIN 150K 150K 3.0V~ 5.0V(接锂电池电源) 1uF VIN+ VIN- 10uF 16 10

115 PGND

2 VMODE

BOOS T=6.5V BOOST=5.5V D类模式 AB类模式 VIN LX LX PVDD 1uF 470uF CS8323S 10uH 差分输入 MUCH TEL:0755-82863877 13242913995 E-MAIL:panxia168@126.comhttp://www.szczkjgs.com

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S 引脚排列以及定义 SOP16L (Top View) GND VMODE VIN MUCH LX OUTP LX GND GND IN- IN+ ABD SD PGND OUTN PVDD CS8323S GND 关断端口,低电平关断 VMODE 接地端 5,6 LX 开关切换管脚,连接到外部电感器

9 PVDD 功率电源

10 反相音频输出

11 PGND 功率地

12 正相音频输出 13 SD OUTN AB类D类切换端口，置高位D类模式,

15 IN+

正相音频输入 16 反相音频输入 CS8323S管脚 说明 输入/输出 功能 MUCH OUTP IN- 输入 电源 输入 输入 输入 地 电源 输出 地 输入 输入 输出 1,7,8 升压模块升压值选择端，置高升压模块 升压至6.5V，置低升压模块升压至5.5V VIN 外部电源输入端 ABD 置低位AB类模式 输入 静音控制管脚,接高电平时,芯片无音频输出此时 BOOST模块工作,PVIN管脚可输出最高可达2A 的电流,悬空或者接低电平时,芯片功放正常工作.

典型应用图 CS8323S Oct,2012 Rev.1.0 图 1 CS8323S差分输入方式应用图 图 2 CS8323S单端输入方式应用图 IN+ IN- OUTP OUTN CIN CIN 150K 150K 3.0V~ 5.0V(接锂电池电源) 1uF VIN+ VIN- 10uF 16 10 BOOS T=6.5V BOOST=5.5V D类模式 AB类模式 VIN LX LX PVDD 1uF 470uF CS8323S 10uH IN+ IN- OUTP OUTN CIN CIN 150K 150K 3.0V~ 5.0V(接锂电池电源) 1uF VIN+ VIN- 10uF 16 10 BOOS T=6.5V BOOST=5.5V D类模式 AB类模式 VIN LX LX PVDD 1uF 470uF CS8323S 10uH 差分输入 单端输入 4MUCH 4MUCH

Oct,2012 Rev.1.0 描述 描述 数值 数值 极限参数表 参数 参数 单位 单位 ℃/W V ℃/W JA JC 封装热阻---芯片到环境热阻 电源电压 封装热阻---芯片到封装表面热阻 环境温度范围 110 -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) 推荐工作环境 VIN TA 结温范围 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。 Tj 热效应信息 订购信息 产品型号 卷带宽度器件标识 包装尺寸 数量 CS8323S CS8323S XXXXX 封装形式 SOP_16L 参数 描述 数值 单位 VIN 无信号输入时供电电源 VI 输入电压 -0.3 to VIN+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 ℃存储温度范围 -65 to 150 V 管装 3.0~5.0

Oct,2012 Rev.1.0 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 CMRR 输入管脚短接 , VDD=2.5V to 5.5V VIN=3.7V,无负载,无滤波(AB类) 静态电流 mA ISD 关断电流 µA rDS(ON) 源漏导通电阻(D类模式） mΩ f(SW) 调制频率 0.1 工作特性 TA=25°C, D=1,VIN=3.7V(D类模式 RL = 4 Ω,ΑΒ ,除非特殊说明) PO 输出功率 W 芯片启动时间 3.75 3.05 25 mV -70 dB -72 dB 220 200 VIN=3.7V VIN=5.0V VIN=2.7V to 5.5V DDI PVDD=5.5V,无负载,无滤波(D类) VIN=2.5V to 5.5V,217Hz VIN=3.0V to 5.0V PVDD=5.5V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω PVDD=5.5V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω PVDD=6.5V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω 5.00 PVDD=6.5V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω PVDD=6.5V, , f=1KHz,RL=4Po=3.0W Ω PVDD=5.5V, , f=1KHz,RL=4Po=1.0W Ω 4.24 0.05 0.08 η 效率 tST 260 ms 电源纹波抑制比 共模抑制比

500 KHz

总谐波失真+噪声 %72 tWK_D D类模式启动设定时间 tMOD_D D/AB类模式转换设定时间 260 260 ms ms (VIN=3.0~5.0V) 参数 描述 测试条件 最小 最大典型 单位 PVDD=6.5V, , f=1KHz,RL=4Po=4.5W Ω

1.4 V(min)

管脚ABD,SD,VMODE,MUCH输入低电平 0.4 V(max) VIH VIL 管脚ABD,SD,VMODE,MUCH输入高电平 TA=25°C, RL = 4 Ω,ΑΒD=0(AB类模式, 除非特殊说明) PO 输出功率 W 2.65 2.11 VIN=5.0V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω VIN=5.0V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω VIN=3.6V,THD=10%,f=1KHz,RL=4Ω 1.21 VIN=3.6V,THD=1%, f=1KHz,RL=4Ω VIN=5.0V Po=1.0W, , f=1KHz,RL=4Ω VIN=3.6V Po=0.5W, , f=1KHz,RL=4Ω 1.05 0.05 0.07 THD+N 总谐波失真+噪声 tWK_AB AB类模式唤醒设定时间 tMOD_AB AB/D类模式转换设定时间 260 260 ms ms 参数 描述 测试条件 最小 最大典型 单位

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S 典型特征曲线 TA=25°C, RL = 4 Ω , ,ΑΒD=1，VMODE=1(D类模式 除非特殊说明) 100 0 0.6 1.2 1.8 2.4 3 Output Power ( W ) Efficiency ( % ) EFFICIENCY vs OUTPUT POWER 3.6 5.3 VDD=5V VDD=3.6V THD+N ( % ) Output Power ( W ) 0.001 0.01 0.1 1 10 0.01 0.1 100 RL=4Ω+33μH f=1kHz VDD=3.6V VDD=5V THD+N vs OUTPUT POWER THD+N vs FREQUENCY THD+N (%) FREQUENCY ( Hz ) 0.01 20 100 20K 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1K 10K VDD=3.6V RL=4Ω+33μH PO =500mW PO=1W RL=4Ω+33μH f=1kHz 4.0 4.7 5.0 OUTPUT POWER vs SUPPLY VOLTAGE 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.6 Supply Voltage ( V ) Output Power ( W ) RL=4Ω+33μH PVDD=6.5V 1% THD 10% THD Output Power ( W ) 20 100 20K1K 10K -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 PSRR (dB) PSRR vs FREQUENCY FREQUENCY ( Hz ) RL=4Ω+33μH VDD=3.6V VDD=5V 5.0 OUTPUT POWER vs SUPPLY VOLTAGE 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 4.2 Supply Voltage ( V ) Output Power ( W ) RL=4Ω+33μH PVDD=5.5V 1% THD 10% THD Output Power ( W )

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S 典型特征曲线 TA=25°C, D=0(AB类模式 除非特殊说明) RL = 4 Ω ,ΑΒ , 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 10m 320m 50m 100m 500m 1 2 THD+N vs. Output Power 5V, 4Ohm, f=1 kHz 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 10m 220m 50m 100m 200m 500m 1 THD+N vs. Output Power 3V, 4Ohm, f=1 kHz 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k THD+N vs. Frequency 5V, 4Ohm, Po=1W 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k THD+N vs. Frequency 3V, 4Ohm, Po=500mW 20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k Frequency Response 5V, 4Ohm 20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k Frequency Response 3V, 4Ohm

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S 产品特性 效率 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 中 ， 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。升压启动后CS8323S的效率可达72%。 CS8323S 内置了BOOST升压模块 ,可以为4 Ω的负载在锂 电池的电压范围内提供最高5.0W的连续功率,其效率可达 到72%,并集成了AB类D类两种工作模式的音频放大器。 CS8323S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)。 CS8323S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，过热保护和欠压保护功能，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，CS8323S有自恢复功能可以 让芯片重新工作。 无需滤波器 CS8323S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，更低成本的实现方案。 Pop & Click抑制 CS8323S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。 保护电路 CS8323S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,CS8323S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,CS8323S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,芯片会再次启动。 应用信息 去耦电容 (Cs ) CS8323S是一款高性能音频放大器，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VIN放置。把去耦 电容放在与CS8323S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 磁珠和电容 OUT+ OUT- 1nF 1nF CS8323S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CS8323S放置,如下图所示。 磁珠 磁珠 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： 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CS8323S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. CS8323S EMI Spectrum AMPLITUDE(dBuV/m) FREQUENCY(MHZ) Rin kΩ512Gain = V Rin kΩ192Gain = V V ( ) -----AB类模式

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S SD,ABD,VMODE,MUCH引脚设置 CS8323S通过SD,ABD,VMODE,MUCH四个管脚的电压 控制实现芯片不同状态的设置.SD管脚设置芯片关断和开 启 功 能,ABD管 脚 设 置 芯 片 处 于AB和D类 的 工 作 模 式 ， VMODE管脚设置BOOST模块升压的电压阀值,MUCH管 脚控制芯片静音状态其逻辑状态如下表： 工作模式 SD ABD VMODE 高电平（H） 低电平（L） 芯片关断芯片开启 AB类模式， BOOST模块关断 D类模式， BOOST模块开启 BOOST模块升压 电压阀值5.5V BOOST模块升压 电压阀值6.5V 管脚 逻辑电压 应用中可以选用较小的Cin电容以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 咔嗒声抑制都有帮助。 Cin 33nF 差分输入 Cin 33nF IN+ IN- 图 10 差分输入方式 性能及噼噗 Rin 150K Rin 150K MUCH 芯片处于静音状态 BOOST模块正常工 作,PVIN是独立的 电压源,限流2A MUCH处于悬空或者 低电平时，芯片功放 模块开启,允许音频 输出 CS8323S变成独立的电压源的设置 CS8323S通 过VMODE,MUCH两 个 管 脚 的 设 置 可 变 成 独立的电压源对外供电.当MUCH置高，VMODE置高， 此时，CS8323S处于静音状态，PVIN管脚是一个最高 可输出2A电流,6.5V的电压源.如下图所示: 3.0V~ 5.0V(接锂电池电源) 1uF 10uF 2VMODE VIN LX LX 1uF 470uF CS8323S 10uH 4MUCH MUCH=1 VMODE=1 PVDD VOUT=6.5V 当MUCH置高，VMODE置低，此时，CS8323S处于 静 音 状 态 ， PVIN管 脚 是 一 个 最 高 可 输 出 2A电 流,5.5V的电压源.如下图所示: 3.0V~ 5.0V(接锂电池电源) 1uF 10uF 2VMODE VIN LX LX 1uF 470uF CS8323S 10uH 4MUCH MUCH=1 VMODE=0 PVDD VOUT=5.5V 肖特基二极管以及电感选型 BOOST工作需要使用肖特基二极管，建议使用耐压30V， 最大平均电流能够达到2A的肖特基二极管。 BOOST需要电感，电感的选值要对性能综合考虑，电感 值越大，电感电流纹波越小，同时意味着越小的电压纹 波（一定的输出电容）。电感值越大，可以传输的负载 能量也越大，因为电感在每个开关周期里电感储存的能 量为： E=L/2*(Ip) Ip为电感峰值电流。电感的饱和电流需要足够高，防止在 电 流 峰 值 时 饱 和 ， 选 择 合 适 的 磁 芯 类 型 以 减 少 开 关 损 耗 ，DCR也 要 足 够 小 。 考 虑 稳 定 性 ， 电 感 选 值 至 少 为 4.7uH,如果电感值大于22uH，输出电容至少为200uF.

Oct,2012 Rev.1.1 CS8323S Signal GND 图2 正确的接法 CODEC GND 电位差 其他GND 图1 错误的布线 × 磁 珠 100 O hm @ 100M hz 330pF 10Ω 100pF 100pF 330pF 10Ω 磁 珠 100 O hm @ 100M hz

Oct,2012 Rev.1.0 CS8323S 封装信息 Notes: (1) 所有尺寸都为毫米； CS8323S SOP_16L 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 0.007 0.010 D 9.800 10.200 0.386 0.402 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 Symbol 1.270(BSC) 0.050(BSC) Dimensions In Milli meters Dimensions In Inches