В предыдущих статьях цикла мы рассматривали только монофонические аудиоусилители. Дошла очередь и до стереофонических. Сегодня мы посмотрим, что собой представляет и что умеет микросхема NAU8223 производства Nuvoton Technology Corporation.
Общая информация
Микросхема NAU8223 представляет собой двухканальный усилитель звуковой частоты класса D с однополярными входами. На нагрузке 4 Ом она способна развить мощность в 3.1 Вт на канал. Коэффициент усиления устанавливается внешними компонентами ступенчато – 0, 6, 12, 18, 24 дБ. Благодаря 87% PSRR и 91% КПД микросхема идеально подходит для использования в портативной звуковоспроизводящей технике с батарейным питанием.
Ток покоя для двух каналов составляет 2.1 мА (при напряжении питания 3.7 В), есть защита от щелчков при включении. Коэффициент нелинейных искажений зависит от выходной мощности, но не превышает 10%. Прибор может работать на нагрузку с сопротивлением 8 Ом, при этом выходная мощность соответственно снижается. Есть выход для перевода микросхемы в ждущий режим, при критическом снижении напряжения питания микросхема отключается для экономии энергии батареи. Дополнительно чип имеет защиту от перегрева и короткого замыкания/перегрузки по выходу.
Важно! NAU8223 включает в себя генератор с расширенным спектром для снижения электромагнитных помех. Частота генератора PWM обычно колеблется в диапазоне 300 кГц ±15 кГц, чтобы распределить энергию импульсов PWM по большей полосе частот.
Назначение выводов и характеристики
Микросхема NAU8223 выпускается в корпусах QFN, TSSOP и имеет 20 выводов. Расположение их и назначение для каждого из корпусов следующее:
Для корпуса QFN (вид сверху)
- 1 – OUTPR. Прямой выход правого канала.
- 2 – VDD. Питание.
- 3 – NC. Не используется.
- 4 – EN. Включение микросхемы.
- 5 – INR. Инвертирующий вход правого канала.
- 6 – IPR. Прямой вход правого канала.
- 7 – GS. Настройка усиления.
- 8 – VDD. Питание.
- 9 – VSS. Общий.
- 10 – IPL. Прямой вход левого канала.
- 11 – INL. Инвертирующий вход левого канала.
- 12 – NC. Не используется.
- 13 – NC. Не используется.
- 14 – VDD. Питание.
- 15 – OUTLP. Прямой выход левого канала.
- 16 – VSS. Общий.
- 17 – OUTLN. Инвертирующий выход левого канала.
- 18 – VDD. Питание.
- 19 – OUTRN. Инвертирующий выход правого канала.
- 20 – VSS. Общий.
Для корпуса TSSOP
- 1 – NC. Не используется.
- 2 – VDD. Питание.
- 3 – OUTLP. Прямой выход левого канала.
- 4 – VSS. Общий.
- 5 – OUTLN. Инвертирующий выход левого канала.
- 6 – VDD. Питание.
- 7 – OUTRN. Инвертирующий выход правого канала.
- 8 – VSS. Общий.
- 9 – OUTPR. Прямой выход правого канала.
- 10 – VDD. Питание.
- 11 – NC. Не используется.
- 12 – EN. Включение микросхемы.
- 13 – INR. Инвертирующий вход правого канала.
- 14 – IPR. Прямой вход правого канала.
- 15 – GS. Настройка усиления.
- 16 – VDD. Питание.
- 17 – VSS. Общий.
- 18 – IPL. Прямой вход левого канала.
- 19 – INL. Инвертирующий вход левого канала.
- 20 – NC. Не используется.
КПД в зависимости от выходной мощности
Коэффициент нелинейных искажений в зависимости от выходной мощности
Габаритные размеры NAU8223 (корпус QFN)
Электрические характеристики NAU8223
- Напряжение питания – 2.5-5.5 В.
- Максимальная выходная мощность на канал* при VDD 5.0 В – 3.1 Вт.
- Ток холостого хода общий на 2 канала при VDD 3.7/5 В – 2.1/3.2 мА.
- Ток потребления в ждущем режиме – 0.1 мкА.
- Время выхода из ждущего режима – 3.4 мсек.
- Подавление щелчков при включении/пробуждении – -72 дБ.
- Перекрестные помехи между каналами – -110 дБ.
- Уровень шума при коэффициенте усиления:
* 0 дБ – 20 мкВ;
* 6 дБ – 21 мкВ;
* 12 дБ – 27 мкВ;
* 18 дБ – 36 мкВ;
* 24 дБ – 52 мкВ. - Температурный порог срабатывания защиты от перегрева (кристалл) – 130 °С.
- Гистерезис срабатывания/отключения тепловой защиты – 15 °С.
- Ток срабатывания защиты от перегрузки/КЗ – 2.1 А.
* Выходная мощность зависит от напряжения питания, сопротивления нагрузки и требуемого коэффициента нелинейных искажений.
Коэффициент усиления
Как было отмечено выше, коэффициент усиления (КУ) микросхемы можно настроить на одну из пяти фиксированных величин. За это отвечает вход GS. Для выбора нужного КУ необходимо организовать один из нижеперечисленных режимов работы входа:
- GS подключен к VSS – 24 дБ;
- GS подключен к VSS через резистор 100 кОм – 18 дБ;
- GS подключен к VDD – 12 дБ;
- GS подключен к VDD через резистор 100 кОм – 6 дБ;
- GS никуда не подключен – 0 дБ.
Типовая схема включения
Производитель рекомендует следующую схему включения прибора:
На заметку. На приведенной схеме коэффициент усиления составляет 18 дБ - резистор OPTIONAL подключен к общему проводу VSS.
На этом обзор стереофонического низковольтного усилителя NAU8223 можно закончить. Надеюсь, информация пригодится тем, кто самостоятельно конструирует малогабаритную аппаратуру с автономным питанием.