安森美半導(dǎo)體針對家庭娛樂應(yīng)用的音視頻、電源管理和電路保護(hù)方案

在網(wǎng)絡(luò)連接、3D等新技術(shù)為家庭娛樂應(yīng)用帶來了全新用戶體驗(yàn)的同時(shí)，家庭娛樂平臺也邁向智能、節(jié)能的方向發(fā)展。在體現(xiàn)這一趨勢進(jìn)程中，半導(dǎo)體技術(shù)起到了無可替代的作用，提供了各種滿足家庭娛樂應(yīng)用的解決方案。作為高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體提供的豐富產(chǎn)品解決方案有助于家庭娛樂設(shè)備供應(yīng)商為其產(chǎn)品增加新功能、新業(yè)務(wù)和新的用戶體驗(yàn)，提升客戶價(jià)值。
　　
豐富的音頻解決方案
　　安森美半導(dǎo)體的音頻解決方案包括音頻信號放大和緩沖、音頻濾波器和音頻開關(guān)及音頻晶體管等。
　　
　　用于音頻信號放大和緩沖的低噪聲運(yùn)算放大器是具備低噪聲、快速響應(yīng)時(shí)間的單、雙和四路器件，包括LM833、MC33077、MC33078、MC33079、MC33178、MC33179、MC33272A、MC33274A、NE5532和NE5534。這些器件具有針對給定頻率的優(yōu)異輸入?yún)⒖荚肼曤妷汉碗娏魈匦浴?br /> 　　
　　音頻濾波器是具有ESD保護(hù)功能的電阻電容(RC)及電感電容(LC) EMI濾波器，主要特點(diǎn)是ESD保護(hù)等級超過8 kV接觸放電(IEC 61000-4-2）；匹配了電感和電容；具有針對模擬信號的最低插入損耗；所有無線頻段優(yōu)異的濾波性能；將大電容與電阻或電感集成在一起，在22 MHz或更高頻率提供優(yōu)異的噪聲衰減性能。
　　
　　音頻濾波器包括CM1411、CM1412、CM1418、NUF2114、NUF2116、NUF2441、NUF2450和NUF4220等。其中，CM1411和CM1412是2通道耳機(jī)揚(yáng)聲器EMI濾波器；CM1418是2通道高性能音頻濾波器；NUF2114和NUF2116是具有ESD保護(hù)的2線音頻EMI濾波器；NUF2441是具有ESD保護(hù)的集成無源濾波器、NUF2450和NUF4220分別為具有ESD保護(hù)的2線EMI濾波器和4線EMI濾波器。
　　
　　用于音頻信號的低電阻模擬開關(guān)包括NLAS5113、NLAS5157、NLAS5223B和NLAS3799B。這些器件有單SPST和雙SPDT及雙DPDT幾種，具有優(yōu)秀的音頻保真度、極低的總諧波失真(典型值0.011％)；1.65-4.5 V的寬電源范圍和擴(kuò)展溫度能力；低導(dǎo)通電阻可實(shí)現(xiàn)緊密的通道匹配。
　　
　　音頻晶體管MJx1302A(PNP)和MJx3281A(NPN）提供卓越的線性度和增益匹配。這些器件具有260 V能力的更大動態(tài)范圍，緊密匹配的互補(bǔ)音頻晶體管對可保證對稱性能，同時(shí)最大限度地減少手動增益排序，出色的增益線性度可準(zhǔn)確再現(xiàn)輸入信號。
　　
　　此外還有25 W、25至50 W、50至100 W和100 W以上幾種音頻負(fù)載功率晶體管組合可供選擇。

視頻信號放大器
　　視頻信號放大器包括NCS2566、NCS2564、NCS2584、NCS2563、NCS2553、NCS2561、NE592x8和NE592x14等。圖1是NCS2584的框圖，可以看到，其關(guān)斷檢測用來進(jìn)行輸入視頻信號檢測，輸出負(fù)載檢測用來檢測是否有電視接上插座。

圖1：視頻信號放大器框圖
USB相關(guān)器件
　　安森美半導(dǎo)體的USB開關(guān)器件包括NLAS7242、NLAS4717EP、NLAS7213、NCN9252和NLAS8252等，主要功能是處理USB 2.0高速信號，具有3.0 V電壓時(shí)6.5Ω的典型導(dǎo)通阻抗、500 MHz帶寬，以及低串?dāng)_(250 MHz時(shí)為-45 dB)，采用業(yè)界最小封裝。圖2是NLAS7222A雙SPDT和NLAS7213雙SPST框圖。

圖2：NLAS7222A雙SPDT和NLAS7213雙SPST框圖

　　USB負(fù)載開關(guān)提供用于USB主機(jī)的過流保護(hù)(OCP)。安森美半導(dǎo)體的相關(guān)產(chǎn)品有NCP380、NCP382單、雙通道負(fù)載開關(guān)。這些器件可防止采用USB的設(shè)備端口因短路或過載事件而損壞，其短路檢測時(shí)間僅為1微秒。這些器件具有精確的電流限制閾值、固定或可調(diào)電流限制(500 mA至2.1 A），支持在電流平板電腦充電，獲得了UL和CB認(rèn)證。

圖3：NCP380、NCP382單、雙通道負(fù)載開關(guān)

　　用于USB主機(jī)的過流和過壓保護(hù)器件NCP373 ±28 V OVP負(fù)載開關(guān)可以防止Vbus輸入±28 V過壓，用可調(diào)電流限制(400 mA或1.3 A)為Vbus供電，符合IEC61000-4-2（4級）規(guī)范。
　　
　　此外，還有針對消費(fèi)產(chǎn)品的USB 3.0器件(ESD7008、ESD7104、ESD7004和ESD7L）。這些器件符合電容低于0.5 pF要求，提供最低0.15 pF的超低電容，采用穿越型(flow-through)布線，提供領(lǐng)先業(yè)界的低鉗位電壓。

圖4：ESD7x04-0.3 pF，2層布線(左)，ESD7008 - 0.12 pF，1層布線(右)

消費(fèi)類HDMI、DisplayPort接口濾波及保護(hù)
　　一種是四個(gè)高速對、多達(dá)6條額外接口線、低電容ESD +共模濾波器EMI4182，符合電容<0.5 pF和共模濾波要求，具有0.4 pF ESD保護(hù)、共模(CM)抑制（500 MHz為15 dB）、差模(DM)插入損耗（500 MHz為1.0 dB）、高速線路穿越型布線、業(yè)界領(lǐng)先的低鉗位電壓等特性。

圖5：EMI4182

　　此外還有四個(gè)高速對、多達(dá)6條額外接口線和低電容ESD的消費(fèi)類HDMI、DisplayPort接口保護(hù)方案ESD7004和MG2040。后者是MediaGuard全集成方案，包括以太網(wǎng)保護(hù)(HDMI1.4)和反向驅(qū)動電流保護(hù)功能。
　　
　　四個(gè)高速對、多達(dá)六條額外接口線、匹配內(nèi)部阻抗ESD保護(hù)的PicoGuard ? XS CM1234可匹配100?Ω內(nèi)部阻抗，零并聯(lián)電感沒有線纜引起的ESD電壓尖峰，具有行業(yè)領(lǐng)先的低鉗位電壓。

　　安森美半導(dǎo)體還提供針對多種消費(fèi)接口的濾波及保護(hù)解決方案，包括HDMI 1.2、HDMI1.3/1.4、DisplayPort V1.1、DisplayPort V1.2、VGA、DVI、USB2.0、USB3.0、eSATA1.0、eSATA2.0、eSATA3.0、1394-400、1394-800、以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)等。
　　
　　緊湊型智能卡接口NCN8024、NCN8025和NCN8025A具有兼容現(xiàn)有“收費(fèi)電視”標(biāo)準(zhǔn)，集成了音序器、卡檢測、時(shí)鐘除法器，卡引腳高達(dá)8 kV ESD保護(hù)(人體模型)等功能。

開關(guān)控制器和穩(wěn)壓器
　　安森美半導(dǎo)體的開關(guān)控制器的關(guān)鍵特性包括寬輸入電壓范圍、緩沖的外部高于1.25 V的電壓參考、電源良好+啟用/禁用引腳、外部同步和輸出過壓和欠壓保護(hù)。根據(jù)型號不同，具有支持短路保護(hù)、高輕載能效、斷續(xù)(hiccup)模式過流保護(hù)、雙輸出、無需補(bǔ)償、PG/EN/SYNC功能、使用陶瓷輸出電容、高開關(guān)頻率、降壓/升壓/正前/反激、支持小PCB面積、支持隔離、PoE應(yīng)用、集成開關(guān)等特性，詳見下表。
　　表1：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于家庭娛樂應(yīng)用的開關(guān)控制器方案
　　
　　線性和開關(guān)穩(wěn)壓分為電流<1A和5A兩類，還有< 5A的開關(guān)穩(wěn)壓器，器件型號有數(shù)十種之多，適用于不同電流等級的應(yīng)用，詳見參考資料1。

電壓監(jiān)控器、整流器、電壓參考和電位計(jì)
　　安森美半導(dǎo)體的電壓監(jiān)控器有近30款產(chǎn)品，具有最低的靜態(tài)電流，可延長電池壽命；大電壓閾值，以及寬工作電壓范圍，最高可達(dá)10 V。
　　
　　初級側(cè)、次級側(cè)及負(fù)載點(diǎn)整流器包括：輸入/初級側(cè)整流超快器件、輸出/次級側(cè)側(cè)整流肖特基和超快器件，以及負(fù)載點(diǎn)整流肖特基器件。
　　
　　電壓參考器件的主要特點(diǎn)是提供從0.9 V至2.5 V的精確參考電壓、從0.4％至3％的嚴(yán)格的電壓容差、輸出電壓范圍高達(dá)36 V，以及時(shí)間和溫度范圍的低動態(tài)阻抗、低噪聲和穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)型號，電壓參考分為可調(diào)和固定兩種。
　　
　　用于調(diào)整和校準(zhǔn)的數(shù)字可編程電位計(jì)不會隨時(shí)間或溫度漂移，也不會因機(jī)械應(yīng)力或沖擊而變化，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在應(yīng)用現(xiàn)場校準(zhǔn)，廣泛的產(chǎn)品組合便于選擇最佳數(shù)量電位(pot)和抽頭(tap)的電位計(jì)。

I/O擴(kuò)展器、配置/校準(zhǔn)存儲器和時(shí)鐘
　　安森美半導(dǎo)體的級聯(lián)I/O擴(kuò)展器采用I2C和SMBus接口和1 MHz的SCL時(shí)鐘頻率，具有30 mA SDA灌電流能力，可用于背板系統(tǒng)等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鍵盤控制、溫度控制、熱插拔控制等功能。圖6是背板系統(tǒng)的各種控制功能。
　　
　　
　　圖6：背板系統(tǒng)的控制
　　
　　用于配置和校準(zhǔn)的EEPROM具有1 KB至1 MB的可用密度，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行協(xié)議(I2C、SPI、Microwire)，寬工作電壓范圍為1.8 V/1.7 V至5.5 V，編程/擦除次數(shù)超過100萬次，具有工業(yè)和擴(kuò)展溫度范圍以及豐富的封裝，加上用戶友好的便攜式編程工具EasyPRO?使安森美半導(dǎo)體的EEPROM成為了最佳的選擇。
　　
　　在需要時(shí)鐘產(chǎn)生與分配的應(yīng)用中，可編程PLL時(shí)鐘能夠以一個(gè)器件滿足所有時(shí)鐘樹要求，用一個(gè)多PLL可編程時(shí)鐘即可取代所有時(shí)鐘接口，并能夠通過軟件編程新的時(shí)鐘配置來保持時(shí)鐘架構(gòu)的靈活性。安森美半導(dǎo)體的主要器件包括時(shí)鐘乘法器NB3N3020、單PLL I2C器件(FS7140、FS7145)，以及三PLL I2C EEPROM(FS6370、FS6377)。
　　
　　采用集成LDO的NB3RL02時(shí)鐘緩沖器具有許多關(guān)鍵特性：低工作噪聲(在10 kHz時(shí)為-149 dBc/Hz的偏移相位噪聲)；0.37 ps(均方根)輸出抖動；限制的輸出擺率可降低EMI（10-50 pF負(fù)載的上升/下降時(shí)間為1至5 ns）；提供穩(wěn)壓的1.8 V外部I/O電源；ESD性能超過JESD 22(如2,000 V人體模型、200 V機(jī)器模型、1,000 V充電器件模型）。NB3RL02有兩路CMOS輸出時(shí)鐘請求線。需要TCXO時(shí)鐘的系統(tǒng)可從NB3RL02請求時(shí)鐘，NB3RL02也可以為TCXO供電和提供所請求的時(shí)鐘。采用NB3RL02可減少多個(gè)TCXO的成本。

用于電源系統(tǒng)的EMI方案
　　P6P82PS01A可配合PWM控制器抑制EMI，其主要特點(diǎn)包括：可無縫集成到現(xiàn)有的電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)當(dāng)中，調(diào)節(jié)PWM控制器的現(xiàn)有RT或RT/CT節(jié)點(diǎn)阻抗，以減少電磁干擾；用戶可選擇控制關(guān)鍵擴(kuò)頻參數(shù)，以最有效降低EMI，實(shí)現(xiàn)靈活控制，確保不影響電壓紋波和高效率等關(guān)鍵性能指標(biāo)；降低整個(gè)頻譜EMI達(dá)4至10 dB；減少或消除笨重昂貴的輸入EMI電容。
　　
　　P3P85R01A是以太網(wǎng)應(yīng)用MII接口有源EMI解決方案，可降低1倍LVCMOS峰值EMI，輸入頻率范圍為75-200 MHz，輸出頻率范圍75-200 MHz；PLL旁路模式頻率范圍為100 Hz-200 MHz；另外還有模擬偏差選擇、模擬輸入輸出延遲控制、模擬PLL輸出延遲控制等功能。
　　
　　P2042A是擴(kuò)頻用有源EMI抑制器件，可提供高達(dá)15 dB的EMI抑制；生成1倍低EMI擴(kuò)頻時(shí)鐘輸出；30-110 MHz輸入/輸出頻率范圍；可優(yōu)化為32.5、54、65、74和108 MHz像素時(shí)鐘頻率；內(nèi)部環(huán)路濾波可最大限度減少外部元件和電路板空間；支持大多數(shù)移動圖形加速器和LCD時(shí)序控制器規(guī)格。
　　
　　在機(jī)頂盒的DDR存儲器EMI抑制應(yīng)用中，使用P3P816711A可降低1倍LVCMOS峰值EMI，可30 MHz的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘，并提供30 MHz ± 0.3％輸出時(shí)鐘。

圖7：機(jī)頂盒應(yīng)用的DDR EMI抑制

微控制器、數(shù)字固件和電機(jī)驅(qū)動器
　　安森美半導(dǎo)體還為家庭娛樂應(yīng)用提供專業(yè)的超低功耗微控制器。這些器件具有超低消耗電流，在待機(jī)模式下低至0.02 μA，時(shí)鐘計(jì)數(shù)模式下低至0.33 μA，正常模式下低至4 mA；1.8-5.5 V工作電壓可用于USB、UART、SPI、I2C、智能卡I/F、曼徹斯特碼、遙控器接收，以及A/D、D/A、PLL、穩(wěn)壓器、運(yùn)算放大器、比較器、POR和LVD。公司并提供相關(guān)的開發(fā)工具。
　　
　　用于擴(kuò)展底座的iChief數(shù)字固件可以使用UART控制解決方案，通過USB將iPod和其它便攜式媒體播放器連接到底座；將USB命令轉(zhuǎn)換成UART命令的iAp，反之亦然，使之可以用UART命令控制USB數(shù)字音頻。
　　
　　小型電機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動器的主要特點(diǎn)則包括集成的主動反激保護(hù)、熱和UVLO故障檢測，以及過流故障檢測，適用于投影儀等產(chǎn)品。