CXAR41337C 双通道数字音频功放 | 2×20W | EQ+DRC | I²S | MCLK-Less - 嘉泰姆电子

CXAR41337C 双通道数字音频功放 | 2×20W | EQ+DRC | I²S | MCLK-Less - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAR41337C
产品类型:电压基准源
产品系列:D 类音频放大器
产品状态:量产
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产品简介

CXAR41337C 是一款高效率双通道数字音频功率放大器,提供2×20W/8Ω BTL输出,集成EQ和频率DRC控制,支持8kHz至96kHz采样率自动检测,支持主/从模式及MCLK-Less,宽输入电压8V-26.4V,内置防爆音、全面保护(UVLO/OVP/OCP/OTP/DCP),适用于LCD TV、显示器、家庭音频等。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)8 - 26.4V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)6.5W
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型VQFN4x5-28
Topology音频信号处理D 类音频放大器
Control methodClass-D
Quiescent current1uA
Noise100dB
FeaturesHigh PSRR;OCP;OTP;OVP;UVP
Application音频信号处理
Output Channels2
Pout @THD+N=10% (W)9W@10% THD(W)

产品详细介绍

CXAR41337C 双通道数字音频功率放大器
2×20W @8Ω BTL | EQ+频率DRC | I²S | MCLK-Less | 8-26.4V宽压

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAR41337C | 封装:VQFN-28L 4x5

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAR41337C 是一款高效率双通道数字音频功率放大器,可向8Ω BTL扬声器提供2×20W的输出功率,效率超过90%,无需散热器。内置防爆音功能可在各种场景下减少扬声器爆破声,集成过温、过流、过压、欠压和直流保护(DCP)并报告错误状态。

CXAR41337C 是一款I²S器件,支持8kHz至96kHz的宽输入采样率(带自动检测),可工作于主模式或从模式,支持MCLK-Less工作(无需外部MCLK)。全可编程数据路径可将通道路由至内部扬声器驱动。器件还提供三段DRC和灵活的多段双二阶滤波器,用于防削波、功率限制和扬声器均衡。支持SDO输出用于声学回声消除(AEC)。采用VQFN-28L热增强型封装,适用于LCD电视、显示器、家庭音频及娱乐设备等应用。

核心优势: 2×20W高输出功率 + 高效率(>90%) + I²S数字音频接口(主/从模式) + MCLK-Less + 自动采样率检测 + 可编程EQ(>24个双二阶滤波器) + 三波段DRC + 防爆音 + 全面保护 + VQFN-28小封装。助力工程师实现高音质、高可靠性、紧凑型的电视/音频系统设计。

1. 产品概述与市场定位

在LCD电视、显示器、家庭音频及娱乐设备中,数字音频功放需同时满足高功率输出、高效率和灵活的信号处理能力。CXAR41337C 集成了数字音频接口、可编程EQ和动态范围压缩,可直接处理I²S输入,支持MCLK-Less工作模式,简化了系统时钟设计。其2×20W输出能力适合大屏幕电视和音响系统,高效率特性省去了散热器,降低了系统成本和尺寸。

该器件的I²S接口支持8kHz至96kHz采样率自动检测,兼容主流音频源。内置的防爆音电路和全面保护(UVLO/OVP/OCP/OTP/DCP)确保了在复杂应用环境中的可靠性。VQFN-28L封装搭配热焊盘,有效改善散热。

2. 主要特点与技术亮点

2×20W输出功率
8Ω BTL @20V
高效率
>90%,无需散热器
宽输入电压
8V至26.4V
I²S数字接口
主/从模式,8-96kHz
MCLK-Less
无需外部主时钟
可编程EQ
>24个双二阶滤波器
三波段DRC
防削波/功率限制/均衡
自动采样率检测
灵活适配多种音源
防爆音功能
软启动/关断
全面保护
UVLO/OVP/OCP/OTP/DCP
小封装
VQFN-28L 4x5
SDO输出
支持声学回声消除
  • BD调制: 支持BTL、PBTL和单声道输出配置。
  • DC阻塞滤波器: 内置高通滤波,防止直流输出。
  • 可编程音量控制: 每通道独立音量调节,步进0.0625dB。
  • 错误报告: FAULTB引脚指示故障状态。
  • 1.8V/3.3V I/O: 支持两种I/O电压,灵活适配不同主控。
  • RoHS合规,无卤素。

3. 引脚封装与说明

CXAR41337C 采用 VQFN-28L 4×5 封装(带散热焊盘),引脚功能包括:I²S接口(SDI/SDO/LRCK/SCLK/MCLK)、电源(AVCC/PVDDL/PVDDR/DVDD)、输出(VOUTPL/VOUTNL/VOUTPR/VOUTNR)、控制(RESETB/PWDNN/FAULTB/A_SEL)、I²C(SCL/SDA)等。详细引脚排列请参考数据手册。

图1. CXAR41337C 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图预留位置:VQFN-28L 4x5 ]

详细引脚间距及尺寸请联系嘉泰姆电子获取。

4. 典型应用电路与内部方框图

图2. 典型应用电路(立体声BTL输出)

电路组成:I²S音频源 → CXAR41337C → 左右声道扬声器。外围电路包括电源去耦、I²C上拉电阻、输出滤波器(可选)。支持3.3V或1.8V I/O电平。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAR41337C 内部功能方框图

内部集成:I²S接收器、采样率自动检测、EQ滤波器组、DRC处理器、音量控制、PWM调制器、功率MOSFET输出级、保护电路(OCP/OTP/OVP/UVP/DCP)等。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
AVCC, PVDDL, PVDDR 电源电压 -0.3 32 V
DVDD 数字电源 -0.3 3.6 V
VOUTXX 输出引脚电压 -0.3 32 V
BSTXX to PVSS 自举电压 -0.3 37 V
SCL, SDA I²C引脚 -0.3 6 V
PD(VQFN-28) 功耗 @ TA=25°C - 4.56 W
TJ 结温 - 150
TSTG 存储温度 -65 150
ESD (HBM) 人体模型 - 2 kV
推荐工作条件(Recommended Operating Conditions)
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
DVDD 电源电压(3.3V I/O) 数字电源 3.0 3.3 3.6 V
DVDD/VR_DIG(1.8V I/O) 数字电源 1.62 1.8 1.98 V
PVDDL, PVDDR, AVCC 模拟/功率电源 8 - 26.4 V
环境温度 TA -40 - 85
结温 TJ -40 - 150
关键电气特性(典型值,PVDD=12V,DVDD=3.3V,RL=8Ω,TA=25℃)
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
输出功率(每通道) PVDD=20V, 8Ω, THD+N=10% - 20 - W
输出功率(每通道) PVDD=12V, 8Ω, THD+N=10% - 9 - W
效率 PVDD=12V, 8Ω, 10W - 90 - %
DVDD 静态电流 正常模式,无负载 - 10 15 mA
关断电流(DVDD) PWDNN=0 - - 1 mA
采样率支持 LRCK(自动检测) 8 - 96 kHz
音量控制范围 主音量 - 24dB至静音 - -
音量步进 - - 0.0625 - dB
I²C 时钟频率 SCL - 400 - kHz
保护阈值(UVP) PVDD下降 6 6.5 7 V
保护阈值(OVP) PVDD上升 29.5 30 30.9 V
过流保护 OCP 5 6.3 7.5 A
热关断温度 OTP - 150 -

6. 工作原理与设计指导

6.1 数字音频接口

CXAR41337C 支持I²S、左对齐和右对齐格式,数据位宽16/20/24位,支持8kHz至96kHz采样率自动检测。通过I²C寄存器配置音频格式。器件可工作在主模式或从模式,主模式下内部PLL生成时钟,从模式下外部提供SCLK和LRCK。支持MCLK-Less工作,无需外部主时钟,简化系统设计。

6.2 可编程EQ与DRC

器件内置超过24个可编程双二阶滤波器(Biquad),用于扬声器均衡和音色调整。每个滤波器系数(b0/b1/b2/a1/a2)均可通过I²C写入。EQ通道可独立或联动(左右声道联动)。

三波段DRC(低频、中频、高频)分别可设置阈值、压缩比和增益,有效防止削波并限制输出功率,保护扬声器。DRC参数(阈值、压缩比、建立/释放时间等)均可编程。

6.3 防爆音与软启动

内置软启动电路在开机时逐步增加PWM占空比,避免扬声器爆破声。关断时类似地逐步降低占空比。此功能在PWDNN引脚控制下也有效。

6.4 保护功能

  • 过流保护(OCP): 检测输出电流,过载时锁存关断。
  • 欠压保护(UVP): PVDD低于6.5V(典型)时关断输出。
  • 过压保护(OVP): PVDD高于30V时关断输出(自动恢复或锁存可选)。
  • 过热保护(OTP): 结温超过150°C关断,降温30°C后自动恢复。
  • 直流保护(DCP): 检测输出直流偏移,防止扬声器损坏。

6.5 时钟检测与MCLK-Less

内部振荡器持续检测MCLK或SCLK输入。若时钟丢失,器件自动静音并关闭功率级。在MCLK-Less模式下,器件使用SCLK作为参考时钟,无需外部MCLK。

7. 应用信息与设计指南

7.1 上电时序

推荐上电顺序:先PVDD(8-26.4V),再DVDD(3.3V或1.8V)。电源稳定后,RESETB拉高,等待至少1ms,然后PWDNN拉高。时钟稳定后,通过I²C进行初始化,等待15ms后器件正常工作。

7.2 输出功率与负载

器件支持BTL、PBTL和单声道配置。输出功率与PVDD电压和负载阻抗有关。在高电压下注意散热管理,建议使用PCB大面积铜箔辅助散热。

7.3 EQ与DRC配置

通过I²C写入滤波器系数和DRC参数。EQ_LINK和DRC_EQ_LINK寄存器可控制左右声道联动,简化配置。建议使用官方提供的计算工具生成系数。

7.4 布局指南

  • 电源去耦电容尽量靠近PVDD和GND引脚,使用短而宽的走线,并增加过孔连接地平面。
  • PVDD走线宽度至少30mil,DVDD走线至少6mil,AVCC走线至少30mil。
  • 输出走线(VOUTPL/VOUTNL/VOUTPR/VOUTNR)应等宽等长,自举电容靠近IC放置。
  • 模拟地(AVSS)和数字地(DVSS)应分开走线,在一点连接。
  • 差分输出对之间可添加共面地填充以屏蔽噪声。

8. PCB布局建议

  • 电源去耦: PVDD引脚旁放置10μF和0.1μF陶瓷电容,DVDD和AVCC旁也需去耦。
  • 散热焊盘: 芯片底部散热焊盘必须焊接至大面积铜皮,并连接至PVSS,以增强散热。
  • 时钟走线: MCLK、SCLK、LRCK走线应短且远离噪声源。MCLK-Less模式下可省略MCLK。
  • I²C上拉: SCL和SDA需外接上拉电阻至DVDD(3.3V或1.8V)。
  • 输出滤波: 无滤波器应用时,扬声器线缆尽量短;必要时可加LC滤波。
  • 热管理: VQFN-28L热阻θJA=27.4°C/W(四层板),最大功耗4.56W@25°C,注意降额。

9. 订购信息与技术支持

CXAR41337C 采用 VQFN-28L 4×5 封装,无铅、RoHS合规且无卤素。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持,包括评估板、参考设计、应用笔记和FAE现场支持。

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