n HT97180描述HT97180是一种差分输入直接驱动线路驱动器/耳机放大器，也可以驱动单端输入信号。它能够在4.2V电源下以125mW的功率驱动至32Ω。IC通过外部电阻提供外部设置增益（或需要预先预订的内部固定6dB增益）。外部增益设置节点也可用于为机顶盒应用程序配置过滤器。集成电路在全音频带宽上具有卓越的THD+N。两个版本的集成电路可以选择不同的开启时间（吨）。耳机应用程序的版本具有4.2毫秒的容量，而机顶盒应用程序（需要预先预订）的版本具有130毫秒的容量。芯片上的电荷泵使电源输入反向，形成负轨道。放大器的输出级在正输入电源和充油泵的输出之间供电。双极性电源使输出对地偏压，消除了引入输出耦合电容器的大失真需求。IC关闭和启动时没有点击弹出噪音。
IC有3毫米x 3毫米的16针QFN-PP，并且在-40°C到+85°C的温度范围内指定。
应用程序信息1。详细描述HT97180是一款全差分输入线驱动器/耳机放大器，适用于机顶盒、液晶电视和家庭影院应用，在这些应用中，音频保真度至关重要。在保持高信噪比和THD+N性能的同时，降低了放大器的功耗。HT97180需要外部输入和反馈电阻来设置放大器增益。对于+6db的内部固定增益，只有预先预订才可用。
HT97180在1.65V至4.8V的单电源范围内工作。片上电荷泵反转正电源（PVDD），产生等量负电源（PVSS）。耳机放大器由双极性电源供电，其输出偏压为pgnd（图1）。这种pgnd偏差的好处是放大器输出没有直流分量，通常是pvdd/2。传统耳机放大器所需的大型直流阻塞电容器是不必要的，因此节省了电路板空间，降低了系统成本，提高了频率响应。从4.2V电源可实现125mW到32Ω的输出功率。该装置具有一个欠压锁定功能，可防止电源不足时的操作，并可消除启动和关闭时可听见的瞬变。
传统的基于驱动器的直接驱动偏压方案
图1常规驱动器输出波形与HT97180输出波形
2。差分输入或单端输入IC可以配置为差分或单端输入放大器（图2和3），使其与所有编解码器兼容。差分输入比单端输入提高了噪声抗扰度。在手机等设备中，来自射频发射器的高频信号可以耦合到放大器的输入轨迹中。信号以共模噪声的形式出现在放大器的输入端。差分输入放大器放大两个输入的差，同时消除两个输入的公共信号。HT97180的增益设置如下：
A= R/RVf在
共模抑制比（CMRR）受外部电阻匹配和低频输入电容匹配的限制。例如，1%容限电阻器的最坏情况变化导致40分贝的共模抑制比，而0.1%电阻导致60分贝的共模抑制比。要获得最佳匹配，请使用电阻阵列。
图2差分输入配置
图3单端输入配置
图4添加CF以保持系统稳定
耳机具有寄生电容，如果寄生电容大于一定值，可能导致系统失稳。图4显示了一个与射频并联的容量CF，以保持系统更稳定。一般来说，6.8pf的容量就足够了。然而，如果耳机的寄生电容非常大，例如大于1nF，则需要更大的电容cf。根据耳机的寄生电容，CF可以是47pF或68pF。
三。直接驱动传统的单电源耳机放大器的输出偏压约为额定直流电压（通常是电源的一半），以实现最大动态范围。需要大的耦合电容器来阻止耳机的直流偏压。如果没有这些电容器，大量的直流电流会流入耳机，导致不必要的功耗，并可能损坏耳机和耳机放大器。
HT97180使用电荷泵产生内部负电源电压，使IC的输出对pgnd产生偏差。无直流分量，无需大容量直流闭锁电容器。与两个大型（220uf，典型）钽电容器不同，IC电荷泵需要两个小型陶瓷电容器，节省电路板空间，降低成本，提高耳机放大器的频率响应。
4。输入滤波器除了传统耳机放大器所需的直流阻塞电容器的成本和尺寸缺点外，这些电容器还限制了放大器的低频响应，并可能扭曲音频信号。
如果使用输入电容器，输入电容器CIN与输入电阻RIN一起形成一个高通滤波器，消除输入信号的直流偏压。交流耦合电容允许放大器将信号偏置到最佳直流电平。假设源阻抗为零，高通滤波器的-3db点由以下公式给出：
F-3db=1/（2πrincin）
设置F过高会影响放大器的低频响应。使用足够低电压系数的电容器，例如具有高电压额定值的X7R陶瓷电容器。电压系数较高的电容器在低频时会导致失真增加。-3dB
5。拜厄斯电容器
用0.1uf电容器将偏压旁路到pgnd。不要将外部负载连接到偏压。
6。电荷泵HT97180具有低噪音充油泵。500kHz的开关频率远远超出音频范围，因此不会干扰音频信号。开关驱动器的特点是控制开关速度，最大限度地减少由开和关瞬态产生的噪声。通过限制电荷泵的开关速度，减小了由寄生键合线和跟踪电感引起的di/dt噪声。集成电路要求在C1P和C1N之间有一个1uf的飞行电容器，在PVSS和PGND之间有一个1uf的保持电容器。
电荷泵电容器选择使用ESR小于100MΩ的电容器以获得最佳性能。低ESR陶瓷电容器使电荷泵的输出电阻最小。为了在扩展的温度范围内获得最佳性能，请选择X7R介质的电容器。
飞跨电容器（CFLY）的大小影响着电荷泵的负载调节和输出电阻。cfly值太小会降低设备提供足够电流驱动的能力，从而导致输出电压损失。提高CFLY的值可以改善负载调节，在一定程度上降低充油泵输出电阻。在1uf以上，开关的导通电阻和cfly和cpvss的ESR占主导地位。
保持电容值和ESR值直接影响PVSS的纹波。CPVSS使用低ESR 1UF电容器。
7。单击弹出抑制IC的特点是点击弹出抑制电路。当进入停机时，放大器输出对地阻抗高。该方案最大限度地减少了音频波段中的能量。
8。关机IC采用1UA低功耗关机模式，降低功耗。当进入低关闭模式时，装置的内部偏压电路被禁用，放大器输出高阻抗，偏压被驱动到PGND。HT97180输入被驱动到PGND。
9。放大器增益HT97180放大器的增益由外部设置。收益是：
AV＝-RF／Rin
在4.7kΩ和100kΩ范围内选择反馈电阻值。
另一个版本的HT97180有一个内部固定的6db增益需要预先预订。
10。电源旁路适当的电源旁路确保低噪音，低失真性能。将一个1uf陶瓷电容器从pvdd连接到pgnd，将一个1uf陶瓷电容器从svdd连接到pgnd。根据应用要求添加额外的体积电容。将旁路电容器尽可能靠近设备。
11。印刷电路板布局和接地良好的印刷电路板布局对优化性能至关重要。对电源输入和放大器输出使用大的跟踪，以尽量减少由于寄生跟踪电阻造成的损失，并将热量从设备中排出。良好的接地提高了音频性能，并防止任何数字开关噪声耦合到音频中。
将pgnd和sgnd在PCB上的单个点连接在一起。将与充油泵（CFLY和CPVSS）相关的所有部件连接到PGND平面。在设备上将pvdd和svdd连接在一起。将电容器cfly和cpvss尽可能靠近设备。确保印刷电路板的布局是分区的，这样地平面上的大开关电流就不会通过sgnd和音频信号路径中的记录道和元件返回。
集成电路天生就是为卓越的射频抗扰度而设计的。为获得最佳性能，请在顶部或底部PCB平面上的所有信号跟踪周围添加接地填充。此外，确保在多层印刷电路板设计中使用实心接地平面。
图5 HT97180演示的典型应用
图6 HT97180演示板印刷电路板布局俯视图
图7 HT97180演示板PCB布局底视图
n 终端配置
n 电气特性l 绝对最大额定值*2
参数* 3 | | | | |
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输入（inl+，inl-，inr+，inr-）电压范围 | | | | |
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*2超过绝对最大额定值的应力可能对装置造成永久性损坏。这些仅为应力额定值，不暗示设备在这些或任何其他条件下的功能操作，超出推荐操作条件下指示的条件。长时间暴露在绝对-最大额定条件下可能会影响设备的可靠性。
*3所有电压均参考PGND。
l 电气特性*4
条件：Ta=25℃，Vdd（=Vpvdd=Vsvdd=Vsvd2）=3.6V，Vpgnd=Vsgnd=0V，Rin=Rf=20kΩ，Cfly=1uf，Cpvdd=Cpvss=1uf，Cbias=
0.1uf，rl=32r，除非另有规定。
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发表于 2019-8-10
