XPT4890用户手册2006-USB迷|专注于互联网分享

2024年5月27日发(作者：琦乐正)

XPT4890用户手册

2006年7月

第1页，共19页

1 芯片功能说明...........................................................................................................................4

1.1

1.2

1.3

1.4

1.4.1

1.4.2

1.4.3

1.4.4

芯片主要功能特性...................................................................................................4

芯片应用场合...........................................................................................................4

芯片基本结构描述...................................................................................................4

芯片的封装和引脚...................................................................................................5

MSOP封装................................................................................................................5

SOP封装...................................................................................................................5

8－Bump Mocro SMD封装......................................................................................5

XPT4890管脚描述..................................................................................................6

芯片特性说明...........................................................................................................................6

2.1

2.2

2.3

2.4

2.4.1

2.4.2

2.4.3

2.4.4

2.4.5

芯片最大极限值.......................................................................................................6

芯片数字逻辑特性...................................................................................................7

芯片性能指标特性...................................................................................................7

XPT4890的典型参考特性......................................................................................8

总谐波失真（THD），失真＋噪声（THD+N），信噪比（S/N）...................8

电源电压抑制比（PSRR）...................................................................................10

芯片功耗（Power Dissipation）...........................................................................11

关断滞回（Shut Down Hysteresis）.....................................................................12

输出功率(Output Power)........................................................................................13

3 XPT4890应用说明................................................................................................................14

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.7.1

3.8

外部电阻配置.........................................................................................................14

芯片功耗.................................................................................................................14

电源旁路.................................................................................................................14

掉电模式.................................................................................................................14

外围元件的选择.....................................................................................................15

选择输入耦合电容.................................................................................................15

设计参考实例.........................................................................................................15

设计规格.................................................................................................................15

其它注意事项.........................................................................................................16

芯片的封装.............................................................................................................................16

XPT4890典型应用电路........................................................................................................19

第2页，共19页

图目录

图1 XPT4890原理框图..........................................................................................................4

图2 XPT4890的MSOP封装管脚............................................................................................5

图3 XPT4890的SOP封装管脚...............................................................................................5

图4 XPT4890焊球封装管脚..................................................................................................5

图5 大增益模式工作电路结构.............................................................................................16

图6 MSOP封装尺寸图..........................................................................................................17

图7 SOP封装尺寸图.............................................................................................................17

图8 Bump封装尺寸图...........................................................................................................18

图9 PCB板参考设计结构图.................................................................................................19

图10 差分输入模式工作电路结构图.............................................................................19

表目录

表1 XPT4890管脚描述（MSOP封装）................................................................................6

表2 芯片最大物理极限值.......................................................................................................6

表3 关断信号数字逻辑特性...................................................................................................7

表4 芯片性能指标1（V

＝5.0V，T

＝25

C）.................................................................7

表5 芯片性能指标2（V

＝3.3V，T

＝25

C）.................................................................7

表6 芯片性能指标3（V

＝2.5V，T

＝25

C）.................................................................8

第3页，共19页

XPT4890用户手册

芯片功能说明

XPT4890是适用于移动电话及便携通讯设备的音频功率放大器。5V工作电压时，最大

驱动功率为1W（8Ω BTL负载），音频范围内总谐波失真噪声小于1％（20Hz～20KHz)。

XPT4890的应用电路简单，只需要极少数外围器件。XPT4890输出不需要外接耦合电

容或上举电容，采用MSOP、CSP封装，节约电路面积，非常适合移动电话及各种移动设

备等使用低电压、低功耗应用方案上使用。

XPT4890可以通过控制进入休眠模式，从而降低功耗。

XPT4890通过创新的“开关/切换噪声”抑制技术，杜绝了上电、掉电出现的噪声。

XPT4890工作稳定，增益带宽积高达2.5MHz，并且单位增益稳定。通过配置外围电

阻可以调整放大器的电压增益，方便应用。

高电源电压抑制比（PSRR），在217Hz及1KHz时，达到70dB

低噪声及谐波失真（THD＋N），小于0.1％（5V工作电压，输出功率为1W时）

能够驱动高达500pF的容性负载

掉电模式漏电流小，小于0.1uA

封装小，节约电路面积：MSOP，SOP，ITL

上电、掉电噪声抑制

宽工作电压范围2.0V—5.5V

不需驱动输出耦合电容

单位增益稳定

用户可选的高、低电平控制休眠模式

1.2 芯片应用场合

移动电话（手机等）

个人移动终端PDA

移动电子设备

消费类电子产品（MP3/MP4/DFP/Protable DVD）

1.3 芯片基本结构描述

XPT4890是双端输出的音频功率放大器，在5V电压工作时，最大可以驱动输出功率

为1W，音频范围内总谐波失真噪声小于1％（20Hz～20KHz)。其原理框图为：

图1 XPT4890原理框图

第4页，共19页

XPT4890用户手册

1.4 芯片的封装和引脚

图2 XPT4890的MSOP封装管脚

1.4.2 SOP封装

图3 XPT4890的SOP封装管脚

1.4.3 8－Bump Mocro SMD封装

图4 XPT4890焊球封装管脚

第5页，共19页

1.4.4 XPT4890管脚描述

管脚号

表1 XPT4890管脚描述（MSOP封装）

符号描述

掉电控制管脚，控制逻辑如下

/SD

芯片状态

1 /SD

掉电

正常工作

2 BYP 内部共模电压旁路电容

3 +IN 模拟输入端，正相

4 -IN 模拟输入端，负相

5 VO1 模拟输出端1

6 VDD 电源正极

地

7 GND

8 VO2 模拟输出端2

芯片特性说明

2.1 芯片最大极限值

参数

电源电压

储存温度

输入电压

功耗

耐ESD电压1

耐ESD电压2

节温

推荐工作温度

推荐工作电压

热阻

(MSOP)

(9-bump )

(SOP)

焊接温度

表2 芯片最大物理极限值

最小值最大值单位说明

1.8 6 V

-65 150

-0.3 V

内部限制

2000 V HBM

200 V MM

150

典型值150

-40 85

2.0 5.5

C/W

以下5项

56 C/W

190 C/W

180 C/W

170 C/W

35 C/W

215

10秒内

第6页，共19页

2.2 芯片数字逻辑特性

表3 关断信号数字逻辑特性

参数最小值典型值最大值单位说明

电源电压为5V

VIH 1.5 V

VIL 1.3 V

电源电压为3V

VIH 1.3 V

VIL 1.0 V

电源电压为2.6V

VIH 1.2 V

VIL 1.0 V

2.3 芯片性能指标特性

表4 芯片性能指标1（V＝5.0V，T＝25

C）

DDA

符号参数测试条件最小值标准值最大值单位

2.4 5 mA I

电源静态电流 V

＝0V，I

=0A,无

负载

2.6 6 mA

电源静态电流 V

＝0V，I

=0A,负

载8Ω

0.1 1.5 µA I

OFF

芯片掉电漏电流

3.7 20 mV V

输出失调电压

7 8.5 10 R

输出电阻 KΩ

THD+N<1%,f1KHz 1 W P

输出功率，8Ω

THD+N

总谐波＋失真噪

PO=0.5W

rms;

f1KHz 0.1 0.2 %

声

63 (f =

PSRR dB

电源电压抑制比 Vripple＝200mVP-

217Hz)

P，正弦波，输入接

67 (f =

1kHz)

10Ω电阻

表5 芯片性能指标2（V

＝3.3V，T

＝25

C）

符号参数测试条件最小值典型值最大值单位

电源静态电流

OFF

THD+N

PSRR

芯片掉电漏电流

输出失调电压

输出电阻

输出功率，8Ω

总谐波失真＋噪

声

电源电压抑制比

1.8 5 mA

＝0V，I

=0A,无

负载

2.2 6 mA

＝0V，I

=0A,负

载8Ω

0.1 1.5 µA

3.7 20 mV

7 8.2 10

KΩ

THD+N<1%,f1KHz 400 mW

=0. 15W

rms;

f1KHz 0.1 0.2 %

ripple

＝200mV

P-P

，

正弦波，输入接10Ω

电阻

63 (f =

217Hz)

68 (f =

1kHz)

第7页，共19页

XPT4890用户手册

表6 芯片性能指标3（V

＝2.5V，T

＝25

C）

参数测试条件最小值典型值最大值单位

1.7 5 mA

＝0V，I

=0A,无

负载

2 6 mA

电源静态电流 V

＝0V，I

=0A,负

载8Ω

0.1 2 µA I

OFF

芯片掉电漏电流

3.7 20 mV V

输出失调电压

7 8.5 10 R

输出电阻 KΩ

THD+N<1%,f

1KHz 200 mW

输出功率，8Ω

THD+N<1%,f

1KHz 400 mW

输出功率，4Ω

THD+N

总谐波失真噪声

PO=0.15W

rms;

f1KHz 0.1 0.2 %

63 (f =

PSRR dB

电源电压抑制比 Vripple＝200mVP-

217Hz)

P，正弦波，输入接

68 (f =

1kHz)

10Ω电阻

电源静态电流

2.4 XPT4890的典型参考特性

2.4.1

总谐波失真（THD），失真＋噪声（THD+N），信噪比（S/N）

第8页，共19页

XPT4890用户手册

第9页，共19页

XPT4890用户手册

2.4.2

电源电压抑制比（PSRR）

PSRR vs Frequency

VDD=5V,RL=8Ω,输入接10Ω电阻

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

PSRR vs Frequency

VDD=5V,RL=8Ω,输入悬空

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

101,000

FREQUENCY(Hz)

100,000

(

)

1,000

FREQUENCY(Hz)

100,000

第10页，共19页

(

)

XPT4890用户手册

PSRR vs Frequency

VDD=3.3V,RL=8Ω,输入接10Ω电阻

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

PSRR vs Frequency

VDD=3.3V,RL=8Ω,输入悬空

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

101,000

FREQUENCY(Hz)

100,000

(

)

1,000

FREQUENCY(Hz)

100,000

(

)

PSRR vs Frequency

VDD=2.5V,RL=8Ω,输入接10Ω电阻

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

101000

FREQUENCY(Hz)

100000

PSRR vs Frequency

VDD=2.5V,RL=8Ω,输入悬空

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

101000

FREQUENCY(Hz)

10000

2.4.3 芯片功耗（Power Dissipation）

Power Dissipaton vs Output Power,VDD=5V

(

)

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

00.51

OUTPUT POWER(W)

1.5

8Ω

(

)

(

)

(

)

0.6

Power Dissipaton vs Output Power,VDD=3.3V

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

00.10.20.30.4

OUTPUT POWER(W)

0.5

8Ω

4Ω

0.6

第11页，共19页

XPT4890用户手册

Power Dissipaton vs Output Power,VDD=2.5V

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

00.050.10.150.2

OUTPUT POWER(W)

(

)

8Ω

4Ω

0.250.3

2.4.4 关断滞回（Shut Down Hysteresis）

Shutdown Hysteresis Voltage

VDD=5V

(

)

4.00

3.00

2.00

1.00

0.00

0.00.51.01.52.02.5

SHUTDOWN VILTAGE(V)

3.03.5

SD OFF(Play)

SD ON

Shutdown Hysteresis Voltage

VDD=3.3V

(

)

0.01.02.0

SHUTDOWN VILTAGE(V)

3.0

SD OFF(Play)

SD ON

Shutdown Hysteresis Voltage

VDD=2.5V

(

)

0.0

SD OFF(Play)

SD ON

1.02.0

SHUTDOWN VILTAGE(V)

3.0

第12页，共19页

XPT4890用户手册

输出功率(Output Power)

2.4.5

Output Power vs Supply Voltage,RL=4Ω

1.6

1.4

1.2

0.8

0.6

0.4

0.2

(

)

f=1KHz

THD+N=10%

THD+N=1%

2.533.544.5

SUPPLY VOLTAGE(V)

55.5

第13页，共19页

XPT4890用户手册

Output Power vs Supply Voltage,RL=8Ω

(

)

1.5

0.5

22.533.544.5

SUPPLY VOLTAGE(V)

55.5

THD+N=10%

THD+N=1%

f=1KHz

Output Power vs Supply Voltage,RL=16Ω

1.5

(

)

f=1KHz

0.5

22.533.544.5

SUPPLY VOLTAGE(V)

THD+N=10%

THD+N=1%

55.5

XPT4890应用说明

XPT4890内部集成两个运算放大器，第一个放大器的增益可以调整反馈电阻来设置，

后一个为电压反相跟随，从而形成增益可以配置的差分输出的放大驱动电路

。

3.1 外部电阻配置

如应用图示1，运算放大器的增益由外部电阻R

、R

决定，其增益为A

=2×R

，芯

片通过V

、V

输出至负载，桥式接法。

桥式接法比单端输出有几个优点：其一是，省却外部隔直滤波电容。单端输出时，如

不接隔直电容，则在输出端有一直流电压，导致上电后有直流电流输出，这样即浪费了功

耗，也容易损坏音响。其二是，双端输出，实际上是推挽输出，在同样输出电压情况下，

驱动功率增加为单端的4倍，功率输出大。

3.2 芯片功耗

功耗对于放大器来讲是一个关键指标之一，差分输出的放大器的最大自功耗为：

DMAX

＝4×（V

）

/（2×∏

×R

）

必须注意，自功耗是输出功率的函数。

在进行电路设计时，不能够使得芯片内部的节温高于T

JMAX

（150

C），根据芯片的热

阻Θ

来设计，可以通过自己散热铜铂来增加散热性能。

如果芯片仍然达不到要求，则需要增大负载电阻、降低电源电压或降低环境温度来解

决。

3.3 电源旁路

在放大器的应用中，电源的旁路设计很重要，特别是对应用方案的噪声性能及电源电

压抑制性能。设计中要求旁路电容尽量靠近芯片、电源脚。典型的电容为10uF的电解电容

并上0.1uF的陶瓷电容。

在XPT4890应用电路中，另一电容C

（接BYP管脚）也是非常关键，影响PSRR、开

关/切换噪声性能。一般选择0.1uF～1uF的陶瓷电容。

3.4 掉电模式

为了节电，在不使用放大器时，可以关闭放大器，XPT4890有掉电控制管脚，可以控

制放大器是否工作。

该控制管脚的电平必须要接满足接口要求的控制信号，否则芯片可能进入不定状态，

而不能够进入掉电模式，其自功耗没有降低，达不到节电目的。

第14页，共19页

3.5 外围元件的选择

正确选择外围元器件才能够确保芯片的性能，尽管XPT4890能够有很大的余量保证性

能，但为了确保整个性能，也要求正确选择外围元器件。

XPT4890在单位增益稳定，因此使用的范围广。通常应用单位增益放大来降低THD＋

N，是信噪比最大化。但这要求输入的电压最大化，通常的CODEC能够有1V

rms

的电压输

出。

另外，闭环带宽必须保证，输入耦合电容C

（形成一阶高通）决定了低频响应，

3.6 选择输入耦合电容

过大的输入电容，增加成本、增加面积，这对于成本、面积紧张的应用来讲，非常不

利。显然，确定使用多大的电容来完成耦合很重要。实际上，在很多应用中，扬声器

（Speaker）不能够再现低于100Hz－150Hz的低频语音，因此采用大的电容并不能够改善系

统的性能。

除了考虑系统的性能，开关/切换噪声的抑制性能受电容的影响，如果耦合电容大，则

反馈网络的延迟大，导致pop噪声出现，因此，小的耦合电容可以减少该噪声。

另外，必须考虑C

电容的大小，选择C

=1uF，C

＝0.1uF～0.39uF，可以满足系统的性

能。

3.7 设计参考实例

3.7.1

设计规格

输出功率 1W

rms

负载阻抗 8欧姆

输入电平 1V

rms

输入电阻 20KΩ

带宽 100Hz～20KHz+/-0.25dB

3.7.1.1 首先确定最小工作电压

根据XPT4890的输出功率与电源电压的关系图，可以确定电源电压应选择5.0V。电

源电压的裕量可以保证输出可以高于1W的功率而不失真。

选择电压后，然后考虑功耗的问题。

3.7.1.2 考虑自身功耗

3.7.1.3 确定电压增益

要求A

大于SQRT(P

×R

）/V

，即V

orms

inrms

，而R

=AVD/2，在该设计中，可以

计算得出A

最小为2.83，选择A

＝3，可以计算得到R

＝20KΩ，R

＝30KΩ。

3.7.1.4 最后根据带宽要求来确定输入电容

输入低频的－3dB带宽为100Hz，1/5低频点低于－3dB约0.17dB及5倍高频点），在

规格要求以内，取f

＝20Hz，f

=100KHz，

因此可得C

约0.39uF。

第15页，共19页

XPT4890用户手册

高频点f

由放大器的GBW决定，至少要求GBW大于A

×f

＝300KHz，远小于

XPT4890的2.5MHz。

3.8 其它注意事项

XPT4890单位增益稳定，但如果增益超过10倍（20dB）时，额外的反馈电容C

需要

并联在电阻R

上，避免高频的振荡现象。但必须要求与R

组成的极点频率高于f

（在实例

中为300KHz），如本例中选择C

为25pF时，转折频率为320KHz。可以满足要求。

设计的电路图：

图5 大增益模式工作电路结构

芯片的封装

如没特别提示，所有尺寸标注均为：英寸（毫米）。

第16页，共19页

XPT4890用户手册

图6 MSOP封装尺寸图

图7 SOP封装尺寸图

第17页，共19页

XPT4890用户手册

图8 Bump封装尺寸图

第18页，共19页

XPT4890用户手册

XPT4890典型应用电路

图9 PCB板参考设计结构图

图10 差分输入模式工作电路结构图

第19页，共19页