NJU72065

– 1 –

Ver1.4j

+INVOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-IN

ボリューム付き 1.2Wモノラルスピーカーアンプ

概要

NJU72065は、電子ボリュームを内蔵した1.2W出力可能な低電圧動作スピーカーアンプです。ボリューム調整が可能なため、音声出力

がある様々な機器に最適です。 スタンバイ機能を搭載しており、入力信号のミュートと同時に消費

電流の低減が可能です。また、スタンバイモード切替時のポップノ

イズ対策を施しています。全ての機能はI2Cバスにより制御可能です。

特長 ● 動作電源電圧 +2.7 to +5.5V ● 出力電力 1.2W typ. (V+=5V, RL=8Ω, THD=1%) 500mW typ. (V+=3.3V, RL=8Ω, THD=1%) ● ボリューム 0 to -42dB/3dB step, Mute ● I2Cバスコントロール ● スタンバイ機能 ● シングルエンド入力 / 差動入力 ● TSD(サーマルシャットダウン)機能 ● ポップノイズ抑制回路内蔵 ● カレントリミット ● CMOS構造 ● 外形 TVSP10 / SSOP20-C3

ブロック図 端子配列

No. 端子名 機能 TVSP

10 SSOP 20-C3

1 4 SDA I2C データ入力 / アクノリッジ出力

2 5 SCL I2C クロック入力 3 6 Bypass 基準電圧端子 4 7 +IN 非反転入力端子 5 8 -IN 反転入力端子 6 13 PREOUT プリアウト端子 7 14 OUTA 出力端子 A 8 15 V+ 電源端子 9 16 GND 接地端子 10 17 OUTB 出力端子 B

外形

NJU72065RB2

NJU72065VC3

NJU72065

– 2 –

絶対最大定格 (Ta=25C) 項 目 記 号 最 大 定 格 単 位

電 源 電 圧 V+ +7 V

消 費 電 力 PD 505 (注 1) / 700 (注 2) (TVSP10) 945 (注 1) / 1350 (注 2) (SSOP20-C3) mW

出 力 電 流 Io 600 mA 入 力 電 圧 範 囲 VIN -0.3V to V++0.3V (注 3) V 動 作 温 度 範 囲 Topr -40 to 105 C 保 存 温 度 範 囲 Tstg -40 to 150 C

(注 1) EIA/JEDEC仕様基板(76.2×114.3×1.6mm、2層、FR-4)実装時。 (注 2) EIA/JEDEC仕様基板(76.2×114.3×1.6mm、4層、FR-4)実装時。 (注 3) +IN, -IN+, PREOUT, OUTA, OUTB端子。

推奨動作範囲 (指定なき場合には Ta=25C) 項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単 位

動 作 電 圧 範 囲 V+ - +2.7 +5.0 +5.5 V

電気的特性 (指定無き場合には Ta=25C ,V+=5V, RL =8Ω, Ri=20kΩ, Rf=20kΩ, f=1kHz, Volume Setting=0dB) ♦DC特性

項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単 位 消 費 電 流 1 IDD1 無信号, RL=∞ - 2.7 3.7 mA 消 費 電 流 2 IDD2 無信号, RL=∞, V+=+3.3V - 2.3 2.8 mA

消 費 電 流 ( ス タ ン バ イ ) ISD 無信号, RL=∞, スタンバイ, VPullup=5V (注 4) - - 2 µA

出 力 間 電 位 差 VOD 無信号 - - 50 mV ♦AC特性

項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単 位 電 圧 利 得 1 GV1 Vin=1Vrms +5 +6 +7 dB

電 圧 利 得 2 GV2 Vin=1Vrms Volume Setting=-21dB -16 -15 -14 dB

最 大 減 衰 量 ATT Vin=1Vrms, スタンバイ - -110 - dB 出 力 電 力 1 PO1 THD≤1% 0.9 1.2 - W 出 力 電 力 2 PO2 THD≤1%, V+=+3.3V 375 500 - mW 全 高 調 波 歪 率 （ T H D + N ） THD+N Po=1W - 0.1 - %

電 源 電 圧 変 動 除 去 比 PSRR Vripple=100mVrms - 55 - dB (注 4)VPullupは、I2Cバスのプルアップ電圧。

NJU72065

– 3 –

VOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-IN0.39µF

0.39µF

20kΩ

20kΩ

20kΩ

20kΩ

1µF

+IN

RL=∞

+

VOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-IN0.39µF

0.39µF

20kΩ

20kΩ

20kΩ

20kΩ

1µF

+IN

RL=8ΩVin

+

VOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-IN0.39µF

0.39µF

20kΩ

20kΩ

20kΩ

20kΩ

1µF

+IN

RL=8Ω

+

測定回路図 IDD1, IDD2, IST, VOD Gv1, Gv2, ATT, Po1, Po2, THD+N PSRR

NJU72065

– 4 –

端子等価回路 端子

端子名 機能名 内部等価回路 端子電圧 TVSP 10

SSOP 20-C3

1 4 SDA I2Cデータ入力 / アクノリッジ出力 -

2 5 SCL I2Cクロック入力

-

3 6 Bypass 基準電圧端子

V+/2

4

5

7

8

+IN

-IN

非反転入力端子

反転入力端子

V+/2

300ΩSDA

GND

V+

300ΩSCL

GND

V+

Bypass75kΩ

50kΩ

50kΩ

V+

300Ω 500Ω

GND

+IN-IN

300Ω 2kΩ

NJU72065

– 5 –

端子 端子名 機能名 内部等価回路 端子電圧 TVSP

10 SSOP 20-C3

6 13 PRE OUT プリアウト端子

V+/2

7

10

14

17

OUTA

OUTB

出力端子 A

出力端子 B

V+/2

PREOUT

GND

V+

OUTAOUTB

20kΩ

300Ω

V+

GND

NJU72065

– 6 –

VOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-INCi

Ci

Ri

Ri

Rf

Rf

Cb

+IN

8ΩSpeaker

Vin+Vin-

+Cv Rv *

VOL

REF

I2C

OUTA

OUTB

PREOUT

Bypass

SCL

V+

GND

+

SDA

-INCi Ri

Rf

Cb

+IN

8ΩSpeaker

+Cv

Vin

Rv *

応用回路例 シングルエンド入力

差動入力

* 電源電圧遮断後、電源端子電圧が0Vに下がらない場合を想定した放電用抵抗です。詳細は、P.12のアプリケーションノート2.5項をご参照ください。

NJU72065

– 7 –

I2Cバス(SDA, SCL) タイミング

I2Cバス(SDA, SCL) の I/O段の特性 I2C BUS Load Conditions 標準モード : プルアップ抵抗 4kΩ (+5Vに接続), 容量性負荷 200pF (GNDに接続) 高速モード : プルアップ抵抗 4kΩ (+5Vに接続), 容量性負荷 50pF (GNDに接続)

項目 記号 標準モード 高速モード

単位 最小 標準 最大 最小 標準 最大

Low Level 入力電圧 VIL 0.0 - 0.2*V+ 0.0 - 0.2*V+ V

High Level入力電圧 VIH 0.5*V+ - V+ 0.5*V+ - V+ V

Low Level 出力電圧 (3mA at SDA pin) VOL 0 - 0.4 0 - 0.4 V

入力電圧 0.1VDD～0.9VDDmax 時各 I/Oピンの入力電流 Ii -10 - 10 -10 - 10 µA

I2Cのバス・ライン(SDA, SCL) の特性

項目 記号 標準モード 高速モード

単位 最小 標準 最大 最小 標準 最大

SCL クロック周波数 fSCL - - 100 - - 400 kHz

ホールドタイム開始条件 tHD:STA 4.0 - - 0.6 - - µs

Low Levelクロックパルス幅 tLOW 4.7 - - 1.3 - - µs

High Levelクロックパルス幅 tHIGH 4.0 - - 0.6 - - µs

開始条件のセットアップ時間 tSU:STA 4.7 - - 0.6 - - µs

データホールドタイム tHD:DAT 0 - - 0 - - µs

データセットアップ時間 tSU:DAT 250 - - 100 - - ns

SDA及び SCL信号の立ち上がり時間 tr - - 1000 - - 300 ns

SDA及び SCL信号の立ち下がり時間 tf - - 300 - - 300 ns

停止条件のセットアップ時間 tSU:STO 4.0 - - 0.6 - - µs

停止条件と開始条件間のバスフリータイム tBUF 4.7 - - 1.3 - - µs

それぞれのバスラインの容量性負荷 Cb - - 400 - - 400 pF

Low Levelのノイズマージン VnL 0.5 - - 0.5 - - V

High Levelのノイズマージン VnH 1 - - 1 - - V Cb : 一つのバス・ラインのトータル容量 (単位 pF)

SDA

SCL

tf

tHD:STA tLOW

tr

tHD:DAT tHIGH

tf tSU:DAT

S tSU:STA

tHD:STA tSP

tSU:STO

Sr

tr tBUF

P S

NJU72065

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V+

SDA/SCL

10msec

t

t

推奨電源投入順序

NJU72065

– 9 –

制御部 注意) 指定外のデータを送信すると誤作動の原因となります。 I2C BUS フォーマット MSB LSB MSB LSB

S スレーブアドレス A データ A P 1bit 8bit 1bit 8bit 1bit 1bit S: 「開始」条件 A: アクノリッジ P: 「停止」条件 スレーブアドレス

Slave Address Hex

MSB LSB - 1 0 0 0 1 0 0 0 88(h)

コントロールレジスタテーブル

<ライトモード> Data

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 * * * STANDBY VOLUME

*: Don’t Care コントロールレジスタ初期値 電源投入時は全て“0”です。

Data D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

0 0 0 0 0 0 0 0 注: 本製品は、電源電圧投入時にスタンバイモードとなっています。電源電圧投入後、各設定を調整してご使用ください。 電源電圧遮断時、電源端子電圧が0Vに下がりきる前に電源電圧を再投入する場合や、信号入力端子にオーディオ信号を入力した状態で電源電圧を再投入する場合には、コントロールレジスタ初期値に異常をきたす恐れがあります。そのような場合に、コントロールレジスタ

初期値異常を回避するためには、電源投入後、レジスタテーブルSTANDBYのスタンバイデータを送信していただく必要があります。

NJU72065

– 10 –

データ説明 STANDBY: 「スタンバイ」、「アクティブ」を選択します。

データ

D4 スタンバイ * 0 アクティブ 1

*: 初期設定 ♦VOLUME: ボリュームを0～-42dB, Muteで制御します。

データ

D3 D2 D1 D0 0dB * 0 0 0 0 -3dB 0 0 0 1 -6dB 0 0 1 0 -9dB 0 0 1 1

-12dB 0 1 0 0 -15dB 0 1 0 1 -18dB 0 1 1 0 -21dB 0 1 1 1 -24dB 1 0 0 0 -27dB 1 0 0 1 -30dB 1 0 1 0 -33dB 1 0 1 1 -36dB 1 1 0 0 -39dB 1 1 0 1 -42dB 1 1 1 0 Mute 1 1 1 1

*: 初期設定

NJU72065

– 11 –

アプリケーションノート

NJU72065はボリューム調整が可能な低電圧動作スピーカーアンプです。電源電圧 2.7Vから動作できます。さらに BTL アンプですので、高出力電力、出力カップリングコンデンサレスを実現します。電圧利得は二つの外付け抵抗(Ri, Rf)の比と内部ボリュームによって調整可能です。スタンバイ機能を装備しており、スタンバイ時は消費電流を低減すると同時にミュート状態になります。また、スタンバイの切り換え時に発生するポッ

プノイズを低減しています。全ての機能は I2Cバスにより、制御可能です。 このアプリケーションノートでは、動作概要と使用上の注意について述べています。

1. 動作概要

図 1、図 2 は NJU72065 のブロック図及び応用回路例です。NJU72065 は、プリアンプ(Pre-Amp)、電子ボリューム、I2Cバス制御回路、2個のパワーアンプ（Amp-A[アンプ A]、Amp-B[アンプ B]）とバイアス源(REF)、サーマルシャットダウン(TSD)回路で構成されています。プリアンプは外付け抵抗を使用し、利得を調整します。ボリュームは、I2Cバス制御により、プリアンプの出力信号を 0 to -42dB、Muteに減衰します。アンプ Bは、アンプ Aの出力信号を 0dBで反転します。これらアンプの出力間にスピーカーの負荷を接続し BTL接続とすることで、シングルエンド形式と比べて2倍の出力電圧、4倍の出力電力を得ることができます。NJU72065のスタンバイ機能は、I2C バス制御回路以外の回路を停止させますので、低消費電流に貢献します。また、スタンバイ切り換え時には、外付容量 Cbと内部回路の抵抗の時定数を利用して、ポップノイズを低減しています。ポップノイズの詳細は、3. アクティブ/スタンバイモード切り換えノイズを参照してください。しかしながら、ポップノイズ低減のための充電動作により、Cbを大きくするほどターンオン時間(スタンバイ→アクティブ)が長くなります。この詳細は、4. ターンオン時間/ターンオフ時間を参照してください。

図 1 ブロック図及び応用回路例(シングルエンド入力)

図 2 ブロック図及び応用回路例(差動入力)

-IN

1

2

3

4

I2C

SDA

SCL

5

REF

VOL

10

9

8

7

6

+

Bypass

+IN OUTA

OUTB

PREOUT

V+

GND

+

Ci

0.39µF 20kΩ

Ri

Cb 1µF

Rf20kΩ

Cv10µF

RL8Ω

Vin

TSD

Rv100kΩ

Amp-A

Amp-B

Pre-Amp

Amp-A

Amp-B

Pre-Amp

1

2

3

4

I2C

SDA

SCL

5

REF

VOL

10

9

8

7

6

+

Bypass

+IN

-IN

OUTA

OUTB

PREOUT

V+

GND

Ci

Ci

0.39µF

0.39µF

20kΩ

20kΩ

Ri

Ri

Cb 1µFRf

Rf

20kΩ

20kΩ

Vin+

Vin-

TSD

+ Cv10µF

RL8Ω

Rv100kΩ

NJU72065

– 12 –

2. 外付け部品 2.1 電源バイパスコンデンサ 電源バイパスコンデンサ Cv は、ノイズの低減、電源電圧の安定化に貢献します。Cv は温度特性に余裕があり、高周波特性の良いものを使用し、基板の配線抵抗の影響が小さくなるように、できるだけ IC近傍に設置してください。4Ω負荷時の動作のような大電流を扱う場合は、さらに配線抵抗を下げる必要があります。そのため、ESRの小さいチップセラミックコンデンサを推奨します。

2.2 入力抵抗と帰還抵抗 入力抵抗 Riと帰還抵抗 Rfにより、NJU72065のプリアンプの利得が決定します。また、Riと Rfの抵抗値の増加は出力雑音電圧とボツ音に影響します。 特に Riは低周波特性に影響しますので、2.3項に記載の入力カップリングコンデンサについても考慮した上で、抵抗値を選ぶ必要があります。 プリアンプの利得を Gv_PRE、EVR の設定値を Gv_EVRとすると、NJU72065 の全体の BTL 出力時の利得

Gvは下記の式で計算できます。

][220 ___PRE dBGvRR

LogGvGvVVVVGv EVR

i

fEVR

ININ

OUTBOUTA

][12 dBGv

2.3 入力カップリングコンデンサ 入力カップリングコンデンサ Ci は DC カットのために必要です。入力信号は、入力カップリングコンデンサ Ciと入力抵抗 Riとで形成されるハイパスフィルタによって低域がカットされます。Ci, Riを大きくすることで、より低周波の信号まで通過させるようになりますが、Ci の増加はポップノイズを悪化させることがあります。 カットオフ周波数を fcとすると、入力カップリングコンデンサ Ciは下記の式で計算できます。

][2

1 FfR

Cci

i

2.4 基準電圧バイパスコンデンサ 基準電圧バイパスコンデンサ Cbは Bypass端子に接続され、基準電圧の安定化に貢献します。ポップノイズと、PSRR、ターンオン時間に影響します。Cbを大きくすることでポップノイズ、PSRR、Mute時の減衰量が改善されます。詳しくは 3. アクティブ/スタンバイ切り換えノイズと 5. PSRRと Cbと 7. ボリュームを参照してください。但し、Cb を大きくすると、ターンオン時間が長くなります。詳しくは 4. ターンオン時間/ターンオフ時間を参照してください。

2.5 電源端子放電用抵抗 電源電圧遮断時、電源端子電圧が 0Vに下がりきる前に電源電圧を再投入した場合、コントロールレジスタ初期値に異常をきたす恐れがあります。そのような場合は、電源電圧遮断後、すぐに電源端子電圧を 0Vまで下げるためのディスチャージ機能を備えた電源 ICの使用や、電源-GND端子間に 100kΩ程度の放電用抵抗 Rvを挿入されますことを推奨いたします。

NJU72065

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外付け部品の設定範囲の推奨値を示します。あくまで推奨値ですので、その範囲を外れたとしても、実使用

上問題がない可能性があります。実機にて確認の上、決定することが重要です。

表 1 外付部品の機能、推奨値、及び設定範囲

外付部品 機能 推奨値 設定範囲 Cv 電源デカップリング 10uF 1uF<Cv

Ri ゲイン設定用入力抵抗 20kΩ 10kΩ<Ri<50kΩ

Rf ゲイン設定用帰還抵抗 20kΩ 10kΩ<Rf<50kΩ

Ci 入力 DCカット 0.39uF 0.047uF<Ci

Cb 基準電圧安定化 1uF 0.1uF<Cb

RL スピーカー負荷 8Ω 4Ω<RL

NJU72065

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3. アクティブ/スタンバイモード切り替えノイズ NJU72065は内部回路を利用してスタンバイモード切り替えポップノイズの対策を行っています。しかし、外付部品定数によっては聞こえやすくなることがあります。ここでは、ポップノイズを低減するためのポイン

トを示します。

3.1 スタンバイ → アクティブ (ターンオン) NJU72065は BTL出力のため、切り替わり時に 2つの出力が等しく動けば音とはなりません。しかし、アクティブ切り替え時に入力コンデンサ Ciを充電するため、プリアンプ(アンプ A)の出力電位が基準電圧(Bypass端子電圧)より高く、アンプ Bの出力電圧が基準電圧(Bypass端子電圧)より低くなり、出力間に差が発生してポップノイズとなります。NJU72065では、Ciが充電され、-IN端子電圧が上昇してからアンプが動作するように設計されています。 アンプが動作する際に、プリアンプの+IN端子と-IN端子の電位差が小さければ(Ciの充電が完了していれば)、ポップノイズは小さくなります。Ci、Ri、Rfの定数を大きくすると、Ciの充電の時定数が大きくなるため、注意が必要です。 ポップノイズ対策としては、Ciを小さく、Bypass端子の基準電圧バイパスコンデンサ Cbを大きくする必要があります。Ciを小さくすると低域周波数特性が悪化し、Cbを大きくするとターンオン時間が長くなるため、これらに注意して部品定数を決定することが重要です。 表 2～表 6に応用回路と同等レベルのポップノイズを保つための Cbの容量値を示します。

3.2 アクティブ → スタンバイ (ターンオフ) スタンバイ切り替わり時、NJU72065は出力を急峻に立ち下げます。BTL動作においては、アンプ Aとアンプ Bを同時に立ち下げることによりポップノイズは発生しにくくなります。Bypass端子に接続される基準電圧バイパスコンデンサ Cbが放電されないような短い間隔で、スタンバイとアクティブを切り替えた場合、3.1項記載の正しいアンプ立ち上がり動作にはならず、ポップノイズが発生しますので、注意が必要です。 また、シングルエンド出力で使用する場合は、ポップノイズが発生しますので注意が必要です。

NJU72065

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表 2 Ri=10kΩ時の Cb容量値対応表

10kΩ 20kΩ 30kΩ 40kΩ 50kΩ0.047µF 0.1µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF

0.1µF 0.33µF 0.33µF 1µF 1µF 1µF0.39µF 1µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF0.47µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF 3.3µF

1µF 2µF 3.3µF 4.7µF 10µF 10µF

Ci

Rf

表 3 Ri=20kΩ時の Cb容量値対応表

10kΩ 20kΩ 30kΩ 40kΩ 50kΩ0.047µF 0.1µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF

0.1µF 0.33µF 0.33µF 1µF 1µF 1µF0.39µF 1µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF0.47µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF 3.3µF

1µF 2µF 3.3µF 4.7µF 10µF 10µF

Ci

Rf

表 4 Ri=30kΩ時の Cb容量値対応表

10kΩ 20kΩ 30kΩ 40kΩ 50kΩ0.047µF 0.1µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF

0.1µF 0.33µF 0.33µF 1µF 1µF 1µF0.39µF 1µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF0.47µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF 3.3µF

1µF 2µF 3.3µF 4.7µF 10µF 10µF

Ci

Rf

表 5 Ri=40kΩ時の Cb容量値対応表

10kΩ 20kΩ 30kΩ 40kΩ 50kΩ0.047µF 0.1µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF

0.1µF 0.33µF 0.33µF 1µF 1µF 1µF0.39µF 1µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF0.47µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF 3.3µF

1µF 2µF 3.3µF 4.7µF 10µF 10µF

Ci

Rf

表 6 Ri=50kΩ時の Cb容量値対応表

10kΩ 20kΩ 30kΩ 40kΩ 50kΩ0.047µF 0.1µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF 0.33µF

0.1µF 0.33µF 0.33µF 1µF 1µF 1µF0.39µF 1µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF0.47µF 1µF 2µF 2µF 3.3µF 3.3µF

1µF 2µF 3.3µF 4.7µF 10µF 10µF

Ci

Rf

NJU72065

– 16 –

0

500

1000

1500

2000

0 5 10

Turn

On

Tim

e [m

s]

Bypass Capacitor for Reference Voltage Cb [μF]

Turn On Time vs. Byapass Capacitor Cb[Single-end Input]

V+=+5V, RL=8Ω, f=1kHz, Vin=1Vrms

0

500

1000

1500

2000

0 5 10

Turn

On

Tim

e [m

s]

Bypass Capacitor for Reference Voltage Cb [μF]

Turn On Time vs. Byapass Capacitor Cb[Single-end Input]

V+=+3.3V, RL=8Ω, f=1kHz, Vin=0.5Vrms

0

500

1000

1500

2000

0 5 10

Turn

On

Tim

e [m

s]

Bypass Capacitor for Reference Voltage Cb [µF]

Turn On Time vs. Byapass Capacitor Cb[Differential Input]

V+=+5V, RL=8Ω, f=1kHz, Vin=1Vrms

0

500

1000

1500

2000

0 5 10

Turn

On

Tim

e [m

s]

Bypass Capacitor for Reference Voltage Cb [μF]

Turn on Time vs. Byapass Capacitor Cb[Differential Input]

V+=+3.3V, RL=8Ω, f=1kHz, Vin=0.5Vrms

4. ターンオン時間/ターンオフ時間 Bypass 端子の基準電圧バイパスコンデンサ Cb を大きくすることでポップノイズ、PSRR が改善されます。しかし、Cbを大きくすると充電に時間がかかるため、ターンオン時間が長くなります。ターンオフ時は、Cbに関わらず急峻に立ち下がります。 当社応用回路例における Cb とターンオン時間の特性例を図 3～図 6 に示します。ここでターンオン時間とは、Data送信後の Acknowledge Bitを受け取ってから出力振幅が安定するまでの時間で規定しています。ただし、Bypass端子内蔵抵抗値にばらつきがあるため、ターンオン時間もばらつきがあります。

図 3 ターンオン時間 対 Cb 図 4 ターンオン時間 対 Cb (シングルエンド入力、V+=5V) (差動入力、V+=5V)

図 5 ターンオン時間 対 Cb 図 6 ターンオン時間 対 Cb (シングルエンド入力、V+=3.3V) (差動入力、V+=3.3V)

NJU72065

– 17 –

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Single-end Input]V+=+5V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

Cb=1µF

Cb=0.47µF

Cb=0.1µF

Cb=4.7µF

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Single-end Input]V+=+3.3V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

Cb=1µF

Cb=0.47µF

Cb=0.1µF

Cb=4.7µF

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Differential Input]V+=+5V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

Cb=1µF

Cb=0.47µF

Cb=0.1µF

Cb=4.7µF

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Differential Input]V+=+3.3V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

Cb=1µF

Cb=0.47µF

Cb=0.1µF

Cb=4.7µF

5. PSRRと Cb Bypass端子の基準電圧バイパスコンデンサ Cbを大きくすることで PSRRが改善されます。しかし、Cbはポップノイズとターンオン時間にも影響します。定数決定の際はこれらをよく考慮することが重要です。 当社応用回路例における PSRR 対 周波数の特性例を図 7～図 10に示します。

図 7 PSRR 対 Cb 図 8 PSRR 対 Cb (シングルエンド入力、V+=5V) (差動入力、V+=5V)

図 9 PSRR 対 Cb 図 10 PSRR 対 Cb (シングルエンド入力、V+=3.3V) (差動入力、V+=3.3V)

NJU72065

– 18 –

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6 7

Supp

ly C

urre

nt [µ

A]

I2C BUS's Pull Up Voltage [V]

Supply Current vs. I2C BUS's Pull Up Voltage[Standby]

V+=+5V, RL=Open, No signal

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6 7

Supp

ly C

urre

nt [µ

A]

I2C BUS's Pull Up Voltage [V]

Supply Current vs. I2C BUS's Pull Up Voltage[Standby]

V+=+3.3V, RL=Open, No signal

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0.01 0.1 1 10

Mut

e Le

vel [

dB]

Bypass Capacitor for Reference Voltage Cb [µF]

Mute Level vs. Bypass Capacitor CbV+=5V, RL=8Ω, f=1kHz, Vin=1Vrms

Volume=Mute, Bandpass

6. スタンバイ電流 スタンバイ電流は、I2C バスのプルアップ電圧に依存します。気になる場合は、電源電圧を立ち下げて使用してください。 図 11～図 12にスタンバイ電流 対 I2Cバス プルアップ電圧 VPullupの特性例を示します。

図 11 スタンバイ電流 対 VPullup 図 12 スタンバイ電流 対 VPullup (V+=5V) (V+=3.3V)

7. ボリューム

ボリュームは、I2Cバス制御により、プリアンプの出力信号を 0 to -42dB、Muteに減衰します。Mute減衰量は Bypass端子の基準電圧バイパスコンデンサ Cbに依存し、Cbを小さくすることで Mute時の減衰量が小さくなります。気になる場合は、スタンバイモードを使用してください。 図 13に Muteレベル 対 Cbの特性例を示します。

図 13 Muteレベル 対 Cb

NJU72065

– 19 –

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

-50 0 50 100 150 200

Cur

rent

Lim

it [A

]

Temperature [˚C]

Current Limit vs. TemperatureV+=+5V

sink

source

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

-50 0 50 100 150 200

Cur

rent

Lim

it [A

]

Temperature [˚C]

Current Limit vs. TemperatureV+=+3.3V

sink

source

0

1

2

3

4

5

100 125 150 175 200

Supp

ly C

urre

nt [m

A]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. Temperature[Thermal Shutdown]

V+=+5V, RL=Open, No signal

0

1

2

3

4

5

100 125 150 175 200

Supp

ly C

urre

nt [m

A]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. Temperature[Thermal Shutdown]

V+=+3.3V, RL=Open, No signal

8. 補助機能 NJU72065には、予期せぬ異常な使用状態に陥った際に、IC自身の破壊を抑制する補助機能を備えています。これらの補助機能は絶対最大定格を超えた際に働くため、動作を保証していません。NJU72065を使用する際は、これらの回路が動作しないように設計を行ってください。また、これらの機能を利用した設計を行わない

でください。

8.1 カレントリミット回路 NJU72065の OUTA端子, OUTB端子に絶対最大定格を大きく超える電流が流れると、カレントリミット回路が働き OUTA端子、OUTB端子がハイインピーダンスとなります。ハイインピーダンスを解除するには、一度 I2Cバスによりスタンバイモードにする必要があります。

図 14 カレントリミット 対 温度 図 15 カレントリミット 対 温度 (V+=5V) (V+=3.3V)

8.2 サーマルシャットダウン回路

ICのジャンクション温度が異常に高くなった場合、サーマルシャットダウン回路が動作し、OUTA端子、OUTB端子がハイインピーダンスとなります。ジャンクション温度が下がると、自動復帰します。

図 16 サーマルシャットダウン 図 17 サーマルシャットダウン (V+=5V) (V+=3.3V)

NJU72065

– 20 –

9. 出力電力 9.1 出力電流と出力電力

NJU72065は、絶対最大定格において出力電流を定めているため、考慮して使用する必要があります。出力電流を Io(rms)[Arms]、Io[A]とすると、例えば、負荷 RL=4Ω、出力信号が sin波の場合の最大出力電力 Po_maxは、下記の式で求めることができます。

][72.0426.0

2

222^

max_ WRIRIP LO

LrmsOO

9.2 消費電力と出力電力

ICは IC自身の消費電力によって発熱し、ジャンクション温度 Tjが許容値を超えると破壊します。この許容値は許容損失 PD(=消費電力の最大定格)であり、その電力を超えないように使用する必要があります。 図 18に NJU72065の PD vs Taを示します。この図は、次の 2点から得ることができます。1点目は 25˚Cにおける許容損失で、絶対最大定格の消費電力です。25℃以下でも、許容損失はこの値となります。もう一点は、これ以上の発熱を許容できない、つまり許容損失 0W の点です。この点は ICの保存温度範囲 Tstgの上限を最大のジャンクション温度 Tjmaxとすることで、求めることができます。これら 2点を結び、25˚C以下を 25˚Cと同じ値とすることで、図 18が得られます。周囲温度 Ta≥25˚Cにおける許容損失 PDは、以

下の式で求めることができます。

CTaWja

TaTjPD

25][max

ここで、θjaは熱抵抗であり、パッケージ材料(樹脂、フレーム等)に依存します。 IC自身の消費電力 Pは以下の式で求めることができます。

ORDD

OALL

PIIV

PIVVP

L出力電力負荷消費電流消費電流電源電圧

出力電力端子に供給する電流電源電圧消費電力

この消費電力 Pが PDを超えない条件で NJU72065を使用してください。安定した動作をするために、使用する条件を考慮し、余裕をもって設計することを推奨します。

NJU72065

– 21 –

設計の際には実際の ICの消費電力 Pを実測し検証する必要がありますが、簡易的にデータシートの特性例 Power Dissipation vs Output Powerより読み取ることができます。図 19に Ta=25˚C, V+=5V, Gv=+6dB, RL=8Ω BTLにおける特性例を示します。以下に算出例を示します。

例 1 使用する最大出力電力 Poがわかっている場合の動作可能周囲温度 Taの求め方

NJU72065RB2は、最大ジャンクション温度 Tjmax=150˚C、TVSP10の消費電力 PD=700mW(4layers)です。許容損失 PDの式より、熱抵抗 θjaは下記のようになります。

]/[6.1787.0

25150max WCP

TaTjjaD

V+=5V、RL=8Ω BTLにおいて、最大出力電力 Po=1.2Wの場合、図 19より消費電力 Pの最大値はおおよそ 0.65W なので、許容周囲温度 Taは下記より求めることができます。

][9.336.17865.0150max CjaPTjTa D

例 2 周囲温度 Taがわかっている場合の許容損失 PD、最大出力電力 POの求め方 周囲温度 Ta=60˚Cとすると、例 1で求めた θja=178.6˚C/W より、許容損失 PDは下記のようになりま

す。

][5.06.17860150max W

jaTaTjPD

図 19より、V+=5V、RL=8Ω BTLにおいて、PD=0.5Wの場合、Ta=60˚C時の最大出力電力は、おおよそ 0.2W より小さい値であることがわかります。

図 18 消費電力 対 周囲温度 図 19 消費電力 対 出力電力 (注 1)EIA/JEDEC仕様基板(76.2×114.3×1.6mm、2層、FR-4)実装時。 (注 2)EIA/JEDEC仕様基板(76.2×114.3×1.6mm、4層、FR-4)実装時。

0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

0 50 100 150

Pow

er D

issi

patio

n P D

[W]

Ambient Temperature Ta [˚C]

Power Dissipation vs Ambient Temperature

TVSP10 (2layers) (注 1)

SSOP20-C3 (4layers) (注 2)

SSOP20-C3 (2layers) (注 1)

TVSP10 (4layers) (注 2)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Pow

er D

issi

patio

n [W

]

Output Power [W]

Power Dissipation vs Output PowerV+=5V, RL=8Ω, Ta=25˚C

0.65W

NJU72065

– 22 –

10. 基板レイアウト ICの性能を最適化するためには、プリント基板を適切にレイアウトする必要があります。電源とグランウンド、出力信号ラインは、可能な限り配線抵抗が小さくなるようにレイアウトして下さい。また、全てのグラウ

ンドは、電源バイパスコンデンサのグラウンド単一点に直接接続してください。 4 層以上の基板の場合、配線レイヤーに近接して電源プレーンを配置すると、PSRR が悪化することがあります。配線レイヤーと電源プレーンの間にグラウンドプレーンを挿入することを推奨いたします。

図 20 レイアウト例: Top layer 図 21 レイアウト例: Bottom layer

NJU72065

– 23 –

0

2

4

6

8

10

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Supp

ly C

urre

nt [μ

A]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. Temperature [Standby]V+=+3.3V, RL=Open, VPullup=+3.3V, No signal

0

2

4

6

8

10

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sup

ply

Cur

rent

IST[μA

]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. Temperature [Standby]V+=+5V, RL=Open, VPullup=+5V, No signal

0

1

2

3

4

5

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sup

ply

Cur

rent

[mA

]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. TemperatureV+=+3.3V, RL=Open, No signal

0

1

2

3

4

5

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sup

ply

Cur

rent

[mA

]

Temperature [˚C]

Supply Current vs. TemperatureV+=+5V, RL=Open, No signal

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7

Sup

ply

Cur

rent

[mA

]

Supply Voltage [V]

Supply Current vs. Supply VoltageRL=Open, No signal

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7

Sup

ply

Cur

rent

[µA]

Supply Voltage [V]

Supply Current vs. Supply Voltage [Standby]RL=Open, VPullup=V+, No signal

特性例

NJU72065

– 24 –

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

100 1000 10000 100000V

olta

ge G

ain

[dB]

Frequency [Hz]

Voltage Gain vs. FrequencyV+=+3.3V, RL=8Ω, Vin=0.5Vrms, Rf/Ri=1, Bandpass

Volume=0dB(Rf/Ri=2)

Volume=0dB

Volume=-21dB

Volume=-42dB

Volume=Mute(Vin=1Vrms)

Standby(Vin=1Vrm)

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

100 1000 10000 100000

Vol

tage

Gai

n [d

B]

Frequency [Hz]

Voltage Gain vs. FrequencyV+=5V, RL=8Ω, Vin=1Vrms, Rf/Ri=1, Bandpass

Volume=0dB(Vin=0.5Vrms, Rf/Ri=2)

Volume=0dB

Volume=-21dB

Volume=-42dBVolume=Mute

Standby

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Differential Input]V+=+3.3V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PSR

R [d

B]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Differential Input]V+=+5V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PS

RR

[dB

]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Single-end Input]V+=+3.3V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000 100000

PS

RR

[dB

]

Frequency [Hz]

PSRR vs. Frequency [Single-end Input]V+=+5V, RL=8Ω, Vripple=100mVrms, Bandpass

特性例

NJU72065

– 25 –

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Single-end Input]V+=+5V, RL=8Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Single-end Input]V+=+5V, RL=4Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0

0.5

1

1.5

2

0 1 2 3 4 5 6 7

Out

put P

ower

[W]

Supply Voltage [V]

Output Power vs. Supply VoltageRL=4Ω, THD=1%

0

0.5

1

1.5

2

0 1 2 3 4 5 6 7

Out

put P

ower

[W]

Supply Voltage [V]

Output Power vs. Supply VoltageRL=8Ω, THD=1%

0

0.5

1

1.5

0 0.5 1 1.5 2

Pow

er D

issi

patio

n [W

]

Output Power [W]

Power Dissipation vs. Output Power RL=8Ω, THD=1%

V+=+5V

V+=+3.3V

0

0.5

1

1.5

0 0.5 1 1.5 2

Pow

er D

issi

patio

n [W

]

Output Power [W]

Power Dissipation vs. Output Power RL=4Ω, THD=1%

V+=+5V

V+=+3.3V

特性例

NJU72065

– 26 –

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Differential Input]V+=+3.3V, RL=8Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Differential Input]V+=+5V, RL=8Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Single-end Input]V+=+3.3V, RL=8Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Differential Input]V+=+3.3V, RL=4Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10TH

D+N

[%]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Differential Input]V+=+5V, RL=4Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

0.01

0.1

1

10

100

0.001 0.01 0.1 1 10

THD

+N [%

]

Output Power [W]

THD+N vs. Output Power [Single-end Input]V+=+3.3V, RL=4Ω

BW: 22-22kHz(f=100Hz, 1kHz), 22-80kHz(f=10kHz)

f=10kHz

f=1kHz

f=100Hz

特性例

NJU72065

– 27 –

＜注意事項＞

このデータブックの掲載内容の正確さには

万全を期しておりますが、掲載内容について

何らかの法的な保証を行うものではありませ

ん。とくに応用回路については、製品の代表

的な応用例を説明するためのものです。また、

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うものではなく、第三者の権利を侵害しない

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