CS44130

60瓦四核半桥数字放大器功率级

特点

可配置的输出（ 10 ％ THD + N）

- 2× 30瓦到8

,

全桥

- 1个60瓦到4

,

并行全桥

- 4× 15瓦到4

,

半桥

- 2× 15瓦到4

,

半桥+ 1× 30瓦

8成

,

全桥

节省空间的，热增强型QFN

包

PWM PopGuard

技术静音启动

> 100分贝动态范围 - 系统级

< 0.12 ％的THD + N @ 1 W - 系统级

内置的保护与错误报告

过电流

- 热警告

热故障

- 欠压

单人（ 10.8 V至+21 V）高压电源

高效率（ 90％）的

低R

DS （ ON）

低静态电流

低功耗待机模式

常见应用

数字电视

MP3坞站

迷你货架系统

网络音频/ POE系统

桌面音箱

概述

提供

第2页。

VD

VL

非重叠

插入时间

门

DRIVERS

VP

在[4： 1]

电平转换器

OUT [ 4：1]

GND

保护地

控制逻辑

保护和错误报告

（带内部上拉漏极开路）

M [ 3：1] OCREF LVD RAMP RST1 / 2

RST3/4

ERROC1 / 2 ERROC3 / 4

ERRUVTE TWR

基本产品信息

http://www.cirrus.com

本文档中包含的信息为新的产品。

Cirrus Logic公司保留修改本产品，恕不另行通知。

版权

Cirrus Logic公司， 2006年公司

（版权所有）

七月'06

DS690PP1

CS44130

概述

该CS44130是一种高效率的功率级而设计，从免费获赠PWM信号的数字D类放大器

一个调制器，如CS44800 / 600 。功率级的输出可配置为4个半桥通道，

两个半桥通道和一个全桥通道， 2个全桥通道或1个并行全桥通道。

在CS44130的过流，欠压，过温事件集成了片上保护功能。 Addtion-

盟友，它集成了对这些事件的错误报告，以及任何热警告事件。在低R

DS （ ON）

的输出的

允许该器件以高达90％的效率运行。这个效率提供了一个更小的器件封装，无热

下沉的要求和更小的电源。

该CS44130是采用48引脚QFN封装的工业级（ -10 °至+ 70 ° C） 。该CRD44130 -FB是

也可用于设备评估和执行建议。请参阅

“订购信息”

第23页

完整的订购信息。

2

DS690PP1

CS44130

目录

1.引脚说明............................................................................................................................... 4

1.1 I / O引脚特性................................................................................................................... 6

2.特性和规格............................................. ........................................ 7

指定的运行条件............................................... ............................................... 7

绝对最大额定值........................................................................................................ 7

DC电气特性............................................... ................................................ 8

PWM输出特性............................................... .................................................. 9 ..

数字接口特性............................................... ......................................... 9

3.典型连接图............................................. ................................................. 10

4.应用.................................................................................................................................. 14

4.1概述....................................................................................................................................... 14

4.2功能集概述.................................................................................................................. 14

4.3输出模式配置.......................................................................................................... 15

4.4输出滤波器.................................................................................................................................. 16

4.4.1半桥输出滤波器.......................................... .................................................. ...... 16

4.4.2全桥输出滤波器（立体声或并行） ..................................... ............................... 17

4.5保护和错误报告..................................................................................................... 18

4.5.1过电流保护........................................... .................................................. ...... 18

4.5.2欠压保护和热保护......................................... .................................. 18

5.复位和上电.................................................................................................................... 19

5.1 PWM Popguard瞬态控制............................................. .................................................. 19

5.2推荐的上电顺序............................................ ............................................... 19

5.3推荐断电顺序............................................ ........................................... 19

6，电源，接地和PCB LAYOUT ........................................ .............................. 20

7.参数定义............................................................................................................... 20

8.包装尺寸................................................................................................................. 21

9.热特性........................................................................................................ 22

9.1热标志................................................................................................................................ 22

10.订购信息............................................................................................................. 23

11.参考文献： ................................................................................................................................... 23

12.修订历史......................................................................................................................... 23

图列表

图1.典型的连接图 - 立体声全桥....................................... ................................ 10

图2.典型的连接图 - 2.1通道（ 2个半桥+ 1×全桥） ........................ 11

图3.典型的连接图 - 4通道半桥..................................... ........................... 12

图4.典型的连接图 - 单声道并行全桥...................................... ..................... 13

图5.输出过滤器 - 半桥........................................................................................................... 16

图6.输出滤波器 - Full-Bridge............................................................................................................ 17

表格清单

表1.输出模式配置选项........................................... .................................................. 15

表2.低通滤波元件 - 半桥...................................... ............................................ 16

表3.隔直电容值 - 半桥...................................... ........................................ 16

表4.低通滤波元件 - 全桥...................................... ............................................ 17

表5.过流错误条件..................................................................................................... 18

表6.热和欠压故障条件........................................ ...................................... 18

DS690PP1

3

CS44130

1.引脚说明

保护地

RST1/2

保护地

保护地

保护地

保护地

ERROC1/2

M1

M2

VP

M3

38

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

VP

OUT1

保护地

VP

OUT2

保护地

保护地

OUT3

VP

保护地

OUT4

VP

VL

37

1

2

3

4

5

6

36

35

34

33

32

31

GND

VD

IN1

GND

VD

IN2

LVD

IN3

VD

GND

IN4

VD

散热垫

7

8

9

10

11

12

30

29

28

27

26

25

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

保护地

保护地

保护地

保护地

tWR的

VD

ERRUVTE

OCREF

引脚名称

针＃

引脚说明

VP

1

4

9

12

44

高电压输出功率

(

输入

） - 对个人的输出功率高压电源

半桥器件。

保护地

3, 6

7, 10

13, 14

电源地

(

输入

） - 地面的各个输出功率半桥器件。这些引脚

15, 16

应连接到公共系统地。

43, 45

46, 47

48

4

ERROC3/4

RST3/4

坡道

GND

DS690PP1

CS44130

引脚名称

针＃

引脚说明

VD

VL

20, 25

28, 32

核心逻辑电源

(

输入

） - 对内部逻辑低电压的电源。

35

37

21

27

33

36

2

5

8

11

34

31

29

26

42

23

41

22

18

控制接口和PWM输入功率

(

输入

） - 供应的I / O。

地

(

输入

） - 地面的内在逻辑和I / O 。这些引脚应连接到

常见的系统接地。

GND

OUT1

OUT2

OUT3

OUT4

IN1

IN2

IN3

IN4

RST1/2

RST3/4

ERROC1/2

ERROC3/4

ERRUVTE

PWM输出

(

产量

） - 放大PWM电源半桥输出。

PWM输入

(

输入

） - 从PWM调制器的输入。这些引脚不能悬空。

复位输入

(

输入

） - 复位输入信道1 ， 2 ，3和4;活性低。这些引脚不应该

悬空。

过电流错误输出

(

产量

） - 过电流的OUTx错误标志。内部漏极开路

上拉，低电平有效。看

保护和错误18页上的报告

了解详细信息。

热和欠压错误输出

(

产量

） - 错误标志，热关断和欠压

电压。漏极开路输出，内部上拉，低电平有效。看

保护和错误报告

第18页

了解详细信息。

热报警输出

(

产量

） - 热报警输出。漏极开路输出，内部上拉，

低电平有效。看

保护和错误18页上的报告

了解详细信息。

输入电压电平选择

(

产量

） - VD的输入电压指标。高电平表示VD是

设置为5.0 V.低电平表示VD设定为3.3 V.此引脚不能悬空。

模式选择

(

输入

） - 用于设置操作模式。看

输出方式上的配置

第15页

了解详细信息。这些引脚不能悬空。

过电流参考

(

输入

） - 过电流脱扣级别设置。该引脚应连接

通过一个60K的

电阻到GND 。看

保护和错误18页上的报告

了解详细信息。

该引脚不应悬空。

斜坡向上/向下选择

(

输入

） - 当设置为高，斜坡被启用。当设置为低，斜坡是

禁用。看

PWM Popguard瞬态控制19页

了解详细信息。该引脚应不

悬空。坡道应仅在半桥模式下或在全桥配置中使用

模式010和011 。

tWR的

LVD

M1

M2

M3

OCREF

17

30

40

39

38

19

坡道

24

DS690PP1

5

CRD44130-FB

20瓦×2 + 40宽x 1 PWM放大器参考设计

特点

两个全桥通道， 20瓦每

（ @ 10 ％ THD + N）

一个并行全桥通道， 40瓦

（ @ 10 ％ THD + N）

< 0.3 ％的THD + N为12 W

耐热增强型QFN封装要求

无散热器

接受模拟音频和S / PDIF数字音频

输入

板载FPGA转换立体声输入到

适当的滤波输出2.1

CS44600扩频调制

降低了EMI辐射

热，过流，欠压

保护

> 85％的功放效率

可以作为单机板进行操作

通过板载控制器或Windows

兼容的图形用户界面

展示推荐布局和

接地安排

120瓦开关电源

（ SMPS）的

+5.0 V

+18 V

+18 V

信道1 （L）的

信道2 （R） -

CS44130

（电源

舞台）

LPF

8

8

LPF

音频

输入

控制

逻辑

PCM时钟

＆放大器;数据

对于FPGA

立体声

2.1

转变

I

2

C主机控制

PCM时钟

＆放大器;数据

CS44600

（ PWM

控制器）

通道3 （ LFE ）

+18 V

CS44130

（电源

舞台）

LPF

4

http://www.cirrus.com

版权

Cirrus Logic公司， 2006年公司

（版权所有）

八月'06

DS690RD2

CRD44130-FB

概述

该CRD44130 -FB PWM放大器演示CS44600和CS44130 Cirrus Logic的多通道全数字

PWM控制器和功率级。该参考设计实现了多通道功放，可提供每20瓦

信道分成8

载荷和40瓦到4

负载采用单+ 18V电源（ 10 ％ THD + N） 。该CRD44130 -FB

配备了一个120瓦的开关模式电源（ SMPS ），用于快速演示。该CS44130可OP-

与电源电平可达中心提供全方位至21 V，提供高达32瓦到8

10 ％ THD + N或57 W功率4

当

配置为并行全桥。额外的热增强可能是必要的连续功率输出

在电压大于18 V.

如图所示，在头版上的程序框图中， CS44600 IC有三个立体声数字音频PCM输入和

将它们转换为PWM输出。这64引脚LQFP封装PWM控制器提供了一个集成的采样率转换器，

音量加/减，扬声器负载补偿，峰值限制，以防止功放削波和AM频率间

ference消除。该CRD44130 -FB是利用只的CS44600的6路PWM输出3 。

该参考设计展示了CS44130 ，集成功率级后端的数字放大器。有

一共有两个CS44130的上CRD44130板， 1配置为全桥的操作，另一个用于并行

全桥。该CS44130采用内部保护电路的过电流，欠压和热误差

条件。

电感器/电容器2

nd

阶低通滤波器（LPF ），去除高频分量的输出信号

有效地将其从数字到模拟。

有关完整的订购信息，请参阅第39页上的“订购信息” 。

2

DS690RD2

CRD44130-FB

目录

1.系统概述............................................................................................................................五

1.1 CS44600 PWM调制器..............................................................................................................五

1.2 CS44130功率级...................................................................................................................五

1.3立体声到2.1的转换................................................................................................................五

1.4 CS8416数字音频接收器......................................................................................................五

1.5 CS5341模拟数字转换器.......................................... .................................................. 6 ..

1.6功率级的输出滤波器.............................................................................................................. 6

1.7电源................................................................................................................................. 6

2.板控制............................................................................................................................... 7

2.1图形用户界面（ GUI ）控制.......................................... .................................................. 7

2.1.1 CS44600对话框选项卡.......................................................................................................... 8

2.1.2注册高级调试选项卡........................................... ............................................... 8

2.2硬件电路板控制............................................................................................................... 10

2.3董事会错误处理.................................................................................................................... 10

2.3.1软件模式................................................................................................................. 10

2.3.2单机模式........................................................................................................... 10

2.4板连接....................................................................................................................... 11

2.4.1音频输入..................................................................................................................... 11

2.4.2扬声器输出.............................................................................................................. 11

3.电源................................................................................................................................ 12

3.1电源额定值.................................................................................................................. 12

3.2电源去耦............................................................................................................ 12

4.电磁干扰（EMI） ........................................... ....................................... 13

4.1抑制电磁干扰的来源........................................... .................................................. ... 13

5.勘误表.............................................................................................................................................. 14

6. CRD44130 -FB原理图............................................................................................................ 15

7. CRD44130 -FB布局...................................................................................................................... 21

8. CRD44130 -FB材料清单.......................................... .................................................. .... 24

9.典型性能曲线............................................. .................................................. ..... 28

10.订购信息............................................................................................................ 39

11.修订历史......................................................................................................................... 39

DS690RD2

3

CRD44130-FB

图列表

图1. CRD44130 -FB对话框选项卡............................................................................................................ 8

图2. CS44600高级注册调试选项卡.......................................... ........................................... 9

图3. CS8416注册高级调试选项卡.......................................... ............................................. 9

图4.扬声器输出Connections...................................................................................................... 11

图5.音频输入................................................................................................................................ 15

图6 FPGA .......................................................................................................................................... 16

图7. CS44600 ..................................................................................................................................... 17

图8. CS44130 ，左/右声道输出........................................ ................................................ 18

图9. CS44130 ， LFE声道输出.......................................... .................................................. ...... 19

图10.微控制器和功率...................................................................................................... 20

图11.丝印Top......................................................................................................................... 21

图12.顶部Layer.................................................................................................................................. 22

图13.底部Layer............................................................................................................................. 23

图14.频率响应（ 2.1启用） ......................................... ................................................ 28

图15.频率响应 - J1 ，L / R输出（ 2.1禁用） ................................. ............................ 29

图16.频率响应 - J2 ， LFE输出（ 2.1禁用） .................................... ......................... 30

图17. THD + N与功率在1 kHz- J1 ， L / R输出（ 2.1禁用） ........................... ......................... 31

图18. THD + N与功率在1 kHz - J2 ， LFE输出（ 2.1禁用） ............................. ....................... 32

图19. THD + N与频率的关系， J1 ， L / R输出（ 2.1禁用） .............................. .............................. 33

图20. THD + N与频率的关系 - J2 ， LFE输出（ 2.1禁用） ................................ ........................... 34

图21. FFT在-60 dBFS的1 kHz的 - J1 ， L / R输出（ 2.1禁用） ............................ ...................... 35

图22. FFT在-60 dBFS的1 kHz的 - J2 ， LFE输出（ 2.1禁用） .............................. ..................... 36

图23. FFT在0 dBFS的1 kHz的 - J1 ， L / R输出（ 2.1禁用） ............................. ......................... 37

图24. FFT在0 dBFS的1 kHz的 - J2 ， LFE输出（ 2.1禁用） ............................... ....................... 38

表格清单

表1.按钮式Descriptions............................................................................................................. 10

表2.清单Materials............................................................................................................................. 24

4

DS690RD2

CRD44130-FB

1.系统概述

该CRD44130 -FB参考设计，用于评估CS44130双路全桥式功率级的极好手段。

该设计包括模拟和数字输入功能， 2.1转换的FPGA用于立体声，数字D类

PWM调制器，一个立体声全桥功率级，并在两层一个并行全桥电源stage-所有

板。

该CRD44130 -FB示意集示于图5至图10和电路板布局示于图11

通过13 。

1.1

CS44600 PWM调制器

在CS44600的完整说明包括在CS44600产品数据表，位于

http://www.cirrus.com 。

该CS44600转换线性PCM数据进行脉冲宽度调制（PWM）输出。它采用的是基于晶体

采样率转换器（SRC ），以消除串行音频接口的抖动和保持恒定的PWM开关

率384千赫，从而导致高品质的声音输出。

PCM数据和时钟是从任一CS8416 （S / PDIF接收器）或CS5341 （立体声ADC ）输入。

1.2

CS44130功率级

在CS44130的完整说明包括在CS44130产品数据表，位于

http://www.cirrus.com 。

CS44130是一款适合高电压PWM放大器功率级。它集成了四个半桥式驱动器和故障

保护。对于CRD44130 -FB时， CS44130部分之一配置了全桥输出和一个

被配置为与单个并行全桥输出。应注意不要将黑色音箱

连接到地，因为这些输出被驱动。

1.3

立体声到2.1的转换

该CRD44130 -FB包括编程，立体声PCM音频数据转换为2.1音频的FPGA 。 2.1

转换功能被使能并通过按下按钮S1禁用，并且由LED D14表示。

2.1当启用时， J1扬声器输出将产生中频和高频的音频内容

左声道和右声道。在J2音箱输出会产生低频单的内容有交叉

频率120赫兹与一个低音炮使用。图14第28页显示了系统的频率响应

2.1启用。

当2.1被禁用时， J1扬声器输出会产生左，右声道全音域音频内容

内尔斯和J2音箱输出会产生只有左声道全音域音频内容。图15

第29页图16第30页上的显示与2.1系统的频率响应禁用。

1.4

CS8416数字音频接收器

的CS8416接收器和数字音频接口的一个讨论的操作中被描述

CS8416数据表，位于http://www.cirrus.com 。

的CS8416转换了S / PDIF数据流为PCM数据，然后将其提供给CS44600 。该

CS8416工作在主机模式与RMCK = 256 * Fs的。数字接口格式设置为左对齐

(24-bit).

D17 （ RERR ）表示S / PDIF接收错误，如失锁或一非PCM数据输入。

DS690RD2

5