Amplificateur audio numérique élévateur de classe D 2,5 W et 5,1 V SSM4567

L'amplificateur de puissance de classe D à entrée numérique SSM4567 d'Analog Devices intègre un convertisseur élévateur, permettant ainsi une puissance de sortie plus élevée qu'avec une alimentation par batterie normale. Cela signifie que la puissance de sortie maximale est constante sur toute la plage de tension de la batterie. Le SSM4567 est parfait pour les applications sensibles à la puissance où le bruit du système peut corrompre le petit signal analogique envoyé à l'amplificateur, comme les téléphones mobiles, les tablettes et les lecteurs multimédias portables.

Le SSM4567 associe un convertisseur audio numérique-analogique (CNA), un amplificateur de puissance et des interfaces audio numériques PDM ou PCM (I²S/TDM) sur une seule puce. Grâce au SSM4567, l'audio peut être transmis numériquement à l'amplificateur audio, réduisant considérablement l'effet des sources de bruit sur l'audio transmis et éliminant les besoins en condensateurs de couplage d'entrée. Le SSM4567 est capable de fournir 2,5 W de puissance de sortie continue avec < 1 % THD+N entraînant une charge de 4 Ω à partir d'une alimentation de 3,6 V. Le SSM4567 peut être contrôlé par I²C, modèle PDM ou TDM. Il peut également fonctionner en mode autonome sans interface de contrôle.

Le SSM4567 comprend des circuits pour détecter le courant de sortie, la tension de sortie et la tension d'alimentation V_BAT. La détection du courant est effectuée à l'aide d'une résistance de détection sur puce qui est connectée entre une broche de sortie et la charge. Le courant et la tension de sortie sont envoyés à un CAN. Les sorties de ces CAN sont disponibles sur le port de sortie série numérique. La tension d'alimentation V_BAT peut être utilisée avec un circuit de commande automatique du gain (CAG) entièrement configurable. Cette CAG peut limiter la sortie maximale à de faibles tensions de batterie pour éviter de tirer trop de courant depuis la batterie, prolongeant ainsi sa durée de vie.

Le SSM4567 est doté d'un schéma de modulation à faible bruit et haut rendement qui ne nécessite aucun filtre de sortie LC externe. La conception du modulateur en boucle fermée à cinq niveaux conserve les avantages d'un amplificateur entièrement numérique, tout en permettant de très bonnes performances PSRR et audio. La modulation continue à fournir un rendement élevé même à basse puissance de sortie, et présente un SNR de 104 dB, avec pondération A. La modulation de densité d'impulsion à étalement de spectre est utilisée pour fournir des émissions rayonnées EMI inférieures par rapport aux autres architectures de classe D. Le SSM4567 dispose d'un mode d'arrêt à micropuissance avec un courant d'arrêt typique de 0,2 µA pour la source de courant V_BAT. L'arrêt est activé automatiquement en bloquant les signaux de données et l'horloge d'entrée.

La carte d'évaluation EVAL-SSM4567Z est une solution complète pour entraîner des haut-parleurs avec une alimentation par batterie améliorée, ainsi que pour détecter le courant de sortie, la tension de sortie et la tension d'alimentation V_BAT. Elle comprend le circuit intégré d'amplification SSM4567 et les composants supplémentaires nécessaires pour connecter l'audio numérique à l'aide d'une interface I²S/TDM ou d'une interface optique SPDIF.

Fonctionnalités

• Amplificateur de classe D sans filtre avec modulation Σ-Δ à étalement de spectre et régulateur élévateur intégré (5,1 V)
• Sortie numérisée de la tension de sortie, du courant de sortie et de la tension d’alimentation V_BAT
• Régulateur élévateur intégré
• Plusieurs formats de données série
• Entrée/sortie PDM
• TDM secondaire prenant en charge jusqu'à huit puces sur un seul bus
• I²S ou secondaire justifié à gauche
• Multipuce I²S avec prise en charge de quatre puces maximum sur un bus I²S
• Fréquences d'échantillonnage de 8 kHz à 192 kHz
• Fréquences d'échantillonnage d'entrée PDM de 2,048 MHz à 6,14 MHz
• Configurabilité via le contrôle I²C, le contrôle TDM ou les modèles PDM
• Modes de contrôle autonomes
• 2,5 W à une charge de 4 Ω, et 1,42 W à une charge de 8 Ω, avec une alimentation de 3,6 V et < 1 % de distorsion harmonique totale plus bruit (THD+N)
• Disponibilité en boîtier WLCSP à 19 billes de 1,74 mm x 2,1 mm, avec un pas de 0,4 mm
• Rendement du système de 89,7 % à 8 Ω et 1 W, V_BAT + 3,6 V
• Bruit de sortie : 21,7 µV_RMS, pondération A
• THD+N : 0,025 % à 1 kHz, puissance de sortie de 500 mW
• PSSR : 90 dB à 217 Hz, avec entrée de signal de superposition
• Rapport signal/bruit (SNR) de 72 dB pour la détection du courant de sortie, et de 77 dB pour la détection de la tension
• Consommation d'énergie au repos : 19,8 mW
• Suppression des clics et craquements
• CAG flexible de surveillance de la batterie
• Protection contre les courts-circuits pour les sorties élévatrice et de classe D, et protection thermique avec recouvrement automatique
• Mise hors tension intelligente en condition d'arrêt du PDM ou lorsque aucune entrée d'horloge n'est détectée
• Filtre passe-haut bloquant le courant continu, et protection CC d'entrée statique pour l'entrée PDM
• Émissions EMI ultrafaibles sélectionnables et modes de latence faible