ADA4431-1YCPZ-RL

超低功耗标清视频滤波器， 具有负载检测功能 ADA4431-1 产品特性 便携式媒体播放器 便携式游戏机 蜂窝电话 数码相机 便携式DVD播放器 便携式摄像机 13 SAG 14 OUT 15 FB2 16 FB1 +VS 1 12 GND LOAD DETECT IN 2 11 SUBS LPF DIS 3 G=2 10 +VS LDO 4 9 CAP1 06734-001 CAP2 8 CAP3 6 GND 7 CHARGE PUMP 图1. +VS 0.1µF 1 4 SYSTEM CONTROLLER VIDEO DAC/ ENCODER 3 2 +VS LDO +VS FB1 ADA4431-1 DIS IN 0.1µF 10 x1 FB2 x2 OUT 16 15 14 75Ω VIDEO OUT LPF 13 7 SAG GND CAP4 CAP3 CAP2 CAP1 SUBS GND 5 6 0.1µF 8 9 11 0.1µF 12 1.0µF 图2. 典型应用电路 概述 电荷泵关闭时，ADA4431-1提供直流偏置，使同步端保持 ADA4431-1是一款完全集成的视频重构滤波器，集出色的 在地电压以上约100 mV。此外，该器件具有SAG校正特性， 视频特性与低功耗于一体，非常适合便携式视频滤波应 允许在提供交流耦合输出的应用中使用较小的电容。 用。该器件能够检测输出端是否存在视频负载；当负载断 ADA4431-1采用16引脚薄型LFCSP封装，工作温度范围为 开时，可进入省电模式。 06734-002 应用 引脚配置 CAP4 5 三阶、低通视频滤波器 1 dB平坦度带宽：6 MHz 27 MHz抑制：27 dB 低静态电流：4.7 mA(典型值) 低掉电电流：24 μA(典型值) 负载检测功能 SAG校正 允许在交流耦合输出中使用较小电容 低电源电压：2.5 V至3.6 V 电荷泵 利用单正电源提供负电源电压 允许无电容输出耦合，无直流偏置 轨到轨输出 高输入与输出隔离(禁用状态下) 89 dB(1 MHz) 小尺寸封装 3 mm × 3 mm LFCSP 低封装高度：0.55 mm 宽工作温度范围：−40°C至+85°C −40°C至+85°C工业温度范围。 ADA4431-1采用低至2.5 V的单电源供电，同时提供要求最 严苛的视频系统所需的动态范围。片上电荷泵提供虚拟负 电源，可以将视频信号直流耦合，并将黑色电平设置为地 电压，而同步信号则以地电压以下300 mV的电压通过。 Rev. 0 Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2007 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADA4431-1 目录 产品特性 ............................................................................................. 1 引脚配置和功能描述 ....................................................................... 6 应用...................................................................................................... 1 典型性能参数 .................................................................................... 7 引脚配置 ............................................................................................. 1 工作原理 ............................................................................................. 9 概述...................................................................................................... 1 概述 ................................................................................................ 9 修订历史 ............................................................................................. 2 电荷泵工作原理........................................................................... 9 技术规格 ............................................................................................. 3 负载检测........................................................................................ 9 绝对最大额定值................................................................................ 5 评估板 ............................................................................................... 10 热阻 ................................................................................................ 5 外形尺寸 ........................................................................................... 12 最大功耗........................................................................................ 5 订购指南...................................................................................... 12 ESD警告......................................................................................... 5 修订历史 2007年8月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 12 ADA4431-1 技术规格 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 3.0 V，VIN = 1 V p-p，RL = 150 Ω，DIS = 3.0 V，电荷泵开启。 表1. 参数 电气规格 静态电源电流 正常模式 负载搜索模式 禁用模式 禁用引脚电流 电源电压范围 输入电压 输入电阻 输入电容 输出电压范围 输出失调电压 电源抑制 通带增益 输入至输出隔离—禁用 滤波器特性 −3 dB带宽 1 dB平坦度 带外抑制 差分增益 差分相位 线性输出电流 群延迟偏差 测试条件/注释 最小值 典型值 4.7 0.1 24 3 −17 存在视频负载 无视频负载 DIS = 0 V DIS = 3.0 V(使能，电荷泵开启) DIS = 0 V(禁用) 2.5 受限于输出范围 f = 100 kHz，折合到输出端 −650 36 5.7 f = 1 MHz，DIS = 0 V 7.1 f = 27 MHz 10步斜坡调制，同步端为0 V 10步斜坡调制，同步端为0 V f = 100 kHz至5 MHz Rev. 0 | Page 3 of 12 25 1.3 10 1 −0.8至+2.8 −600 42 6.0 89 7.9 6 27 0.7 0.3 40 30 最大值 单位 7.2 mA mA µA µA µA V V MΩ pF V mV dB dB dB 6 −30 3.6 −560 6.2 9.1 MHz MHz dB % 度 mA ns ADA4431-1 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 3.0 V，VIN = 1 V p-p，RL = 150 Ω，DIS = 浮空，电荷泵关闭。 表2. 参数 电气规格 静态电源电流 正常模式 负载搜索模式 禁用模式 禁用引脚电流 电源电压范围 输入电压 输入电阻 输入电容 输出电压范围 输出失调电压 电源抑制 通带增益 输入至输出隔离—禁用 滤波器特性 −3 dB带宽 1 dB平坦度 带外抑制 差分增益 差分相位 线性输出电流 群延迟偏差 测试条件/注释 最小值 典型值 1.6 0.1 24 −17 存在视频负载 无视频负载 DIS = 0 V DIS = 0 V 2.5 受限于输出范围 f = 100 kHz，折合到输出端 38 5.8 f = 1 MHz, DIS = 0 V 6.7 f = 27 MHz 10步斜坡调制，同步端为0 V 10步斜坡调制，同步端为0 V f = 100 kHz至5 MHz Rev. 0 | Page 4 of 12 26 1.3 10 1 0至2.8 0.1 48 6.0 89 7.5 6 29 0.4 0.3 40 30 最大值 单位 2.2 mA mA µA µA V V MΩ pF V V dB dB dB −30 3.6 0.2 6.2 8.4 MHz MHz dB % 度 mA ns ADA4431-1 绝对最大额定值 封装的功耗(PD)为静态功耗与封装中负载驱动所导致的功 表3. 参数 电源电压 功耗 存储温度范围 工作温度范围 引脚温度(焊接10秒) 结温 额定值 4.0 V 参见图3 –65°C至+125°C –40°C至+85°C 300°C 150°C 耗之和，而静态功耗则为电源引脚之间的电压(VS)乘以静 态电流(IS)。负载驱动所导致的功耗取决于具体应用，等 于负载电流乘以器件内的相关压降。上述计算中必须使用 RMS电压和电流。 气流可增强散热，从而有效降低θJA。此外，更多金属直接 与封装引脚和裸露焊盘接触，包括金属走线、通孔、地和 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 电源层，同样可降低θJA。 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 图3显示JEDEC标准4层板上16引脚LFCSP封装(43°C/W)最 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 大安全功耗与环境温度之间的关系。 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 5.0 热阻 θJA的测量条件是将器件(包括裸露焊盘)焊接到高导热性 2s2p电路板上，如EIA/JESD 51-7所述。裸露焊盘与器件无 电气连接。其通常焊接在PCB上与内部接地层进行热和电 气连接的焊盘。 表4. 热阻 封装类型 16引脚LFCSP-UQ (CP-16-12) θJA 43 单位 °C/W 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 –40 –30 –20 –10 最大功耗 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 图3. 4层板最大功耗与温度的关系 ADA4431-1封装内的最大安全功耗受限于相应的芯片结温 (TJ)的升高情况。达到玻璃化转变温度150°C左右时，塑料 06743-003 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 器件的可靠性。 ESD警告 的特性会发生改变。即使只是暂时超过这一温度限值也有 ESD(静电放电)敏感器件。 可能改变封装对芯片作用的应力，从而永久性地转变 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 ADA4431-1的参数性能。长时间超过150°C的结温会导致 ESD警告 芯片器件出现变化，因而可能造成故障。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 Rev. 0 | Page 5 of 12 ADA4431-1 14 OUT 13 SAG 16 FB1 15 FB2 引脚配置和功能描述 12 GND +VS 1 IN 2 ADA4431-1 11 SUBS DIS 3 TOP VIEW (Not to Scale) 10 +VS GND 7 CAP2 8 CAP4 5 CAP3 6 06743-004 9 CAP1 LDO 4 图4. 引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引脚名称 +VS IN DIS LDO CAP4 CAP3 GND CAP2 CAP1 +VS SUBS GND SAG OUT FB2 FB1 描述 电源电压。 视频输入。 禁用引脚。高电平 = 电荷泵开启，浮空 = 电荷泵关闭，低电平 = 禁用。 负载检测输出。高电平 = 存在视频负载。 电容2，引脚2。 电容2，引脚1。 地。 电容1，引脚2。 电容1，引脚1。 电源电压。 基板电压引脚。通过一个1.0 μF电容旁路至GND。 地。 SAG反馈引脚。 视频输出。 负载检测反馈引脚2。连接至串联端接电阻的器件侧。 负载检测反馈引脚1。连接至串联端接电阻的负载侧。 Rev. 0 | Page 6 of 12 ADA4431-1 典型性能参数 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 3.0 V，VIN = 1 V p-p，RL = 150 Ω。 10 60 CHARGE PUMP ON 0 50 GROUP DELAY (ns) NORMALIZED GAIN (dB) –10 –20 –30 CHARGE PUMP OFF –40 40 30 CHARGE PUMP OFF 20 –50 10 –60 10 100 FREQUENCY (MHz) 1 100 100 FREQUENCY (MHz) 图5. 大信号频率响应 图8. 群延迟与频率的关系 1 0 CHARGE PUMP ON –5 0 VIN = 100mV p-p DIS = 3V –10 CHARGE PUMP ON –15 –1 PSRR (dB) NORMALIZED GAIN (dB) 10 06734-008 1 06734-005 0.1 0 0.1 06734-009 CHARGE PUMP ON –70 –2 CHARGE PUMP OFF –3 –20 CHARGE PUMP OFF –25 –30 –35 –40 –4 –45 1 10 FREQUENCY (MHz) –50 0.1 06734-006 –5 0.1 10 FREQUENCY (MHz) 图9. PSRR与频率的关系 图6. 频率响应平坦度 –60 1 10 DIS = 0V –65 +85°C +25°C 0°C –40°C 0 NORMALIZED GAIN (dB) –75 –80 –85 –90 –10 –20 –30 –40 –95 –105 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 图7. 输入至输出隔离与频率的关系 –60 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 图10. 不同温度下的频率响应 Rev. 0 | Page 7 of 12 100 06734-010 –50 –100 06734-007 NORMALIZED GAIN (dB) –70 ADA4431-1 1 T NORMALIZED GAIN (dB) 0 +85°C +25°C 0°C –40°C –1 –2 –3 –4 2 –5 1 10 FREQUENCY (MHz) CH2 200mV 图11. 不同温度下的平坦度响应 M100ns A CH1 316mV 06734-015 –7 0.1 06734-011 –6 图14. 瞬态响应 6 T SUPPLY CURRENT (mA) 5 4 DISABLE (DIS) PIN 1 3 OUTPUT 2 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 DISABLE (DIS) PIN VOLTAGE (V) CH1 2.00V 图12. 电源电流与禁用(DIS)引脚电压的关系 7 50 4 40 3 30 DISABLED 2 20 1 10 0 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50 60 TEMPERATURE (°C) 70 80 0 90 DISABLED SUPPLY CURRENT (µA) 5 A CH1 1.72V 1.72V T DISABLE (DIS) PIN 1 OUTPUT 2 06734-014 SUPPLY CURRENT (mA) 60 ACTIVE M10.0ms 图15. 输出使能 70 6 CH2 500mV 06734-016 0 06734-017 0 06734-012 1 图13. 电源电流与温度的关系 CH1 2.00V CH2 500mV M40.0ns 图16. 输出禁用 Rev. 0 | Page 8 of 12 A CH1 ADA4431-1 工作原理 概述 ADA4431-1具有高输入阻抗和低输入电容特性，因此在一 ADA4431-1无论是作为滤波器还是低功耗驱动器，都具有 些低功耗应用中存在一定优势。在重构滤波器应用中， 出色的性能，非常适合便携式视频应用。该器件通过三阶 DAC可以置于其最低功耗模式，以便使用大值负载电阻。 滤波达到出色性能，同时不影响功耗或器件尺寸。 使用大值负载电阻并不影响ADA4431-1的频率响应。 ADA4431-1可以采用低至2.5 V的单电源供电并提供视频输 电荷泵工作原理 出，而静态电源电流仅为4.7 mA。 片上电荷泵为输出驱动器创建虚拟负电源，允许对输出信号 ADA4431-1还集成负载检测电路，通过外部75 Ω后部端接 进行直流耦合，且黑色电平为0 V和同步端电压为−300 mV。 电阻实现电流检测。无论是检测到无视频负载还是短路， 一旦禁用引脚(DIS)拉高，电荷泵便使能。如果DIS保持浮 ADA4431-1都将进入低功耗状态。在该状态下，器件功耗 空，或置于高阻抗状态，则ADA4431-1上电，但电荷泵禁 为0.1 mA，将继续监控负载电流，并在连接视频负载时自 用——这通常便是输出交流耦合的情况。当DIS驱动至0 V 动上电。另外，ADA4431-1还可通过禁用引脚(DIS)关断。 时，整个器件关断。 另一个外部引脚(LDO)输出负载检测状态(例如，输出至外 表6. 禁用(DIS)引脚功能总结 部 系 统 控 制 器 )。 存 在 视 频 负 载 时 ， 该 引 脚 为 高 电 平 DIS引脚 低电平 高电平 高阻态 (+VS)；无视频负载或短路时则为低电平(0 V)。 ADA4431-1设计用于同时具备交流和直流耦合输入与输出 的应用。其输出端的轨到轨缓冲器可在2.5 V单电源供电的 设备状态 禁用 使能 使能 电荷泵状态 禁用 使能 禁用 情况下将2 V p-p视频信号驱动至两个双端接视频负载(每个 负载检测 150 Ω)。当SAG校正引脚直接连接输出端时，该器件增益 负载检测特性提供了额外的系统电源管理选项，可将便携 为2，可补偿6 dB端接损耗(参见图17中的输出选项1)。使用 式设备的功耗保持在绝对最小值。ADA4431-1会监控输出 SAG功能时，ADA4431-1的低频增益为2.5(约8 dB)，高频增 负载的以下三种状况：正常负载、短路负载和开路负载。这 益则为2(参见图17中的输出选项2)。使用SAG校正功能 些状况分别对应视频负载、音频负载和空载。ADA4431-1 时，必须考虑到信号失调和电源电平，以确保没有裕量方 仅在视频负载情况下才会从0.1 mA上电至4.7 mA。单I/O引 面的问题。 脚(LDO)以高电平(视频负载)或低电平(短路或开路负载)通 ADA4431-1的输入范围包括地，输出范围则受输出器件的 饱和特性限制。当电压与正负供电轨相差数十mV，就会 出现饱和。 知系统。获取该信息后，控制器将关断任何功耗敏感型视 频处理模块，以达到显著的省电性能。ADA4431-1以自治 方式工作，无需输入即可监控输出负载状况。 Rev. 0 | Page 9 of 12 ADA4431-1 评估板 ADA4431-1评估板可让设计人员评估该器件在其特定应用 将中心引脚与GND位置相连可使输出端短路，从而关断 中的性能。该评估板包含输入和输出SMA同轴电缆连接器 ADA4431-1并使LDO引脚变为低电平。若有外部视频负载 以及75 Ω受控型阻抗信号走线。2.5 V至3.6 V电源施加于红 连接至OUT连接器，则需移除跳线。移除跳线后，断开外 色V+环路连接器，接地端连接黑色GND环路连接器。 部负载的连接也会关断ADA4431-1。 输出信号可配置为直流耦合或交流耦合。采用交流耦合 跳线模块J4检验禁用引脚(DIS)。当跳线将中心引脚与V+ 时，可提供两种选项：标准单电容配置(最小值220 μF)和 相连时，电荷泵使能。将中心引脚与GND相连可迫使 SAG校正型配置(使用两个较小电容，47 μF和22 μF)。 ADA4431-1进入低功耗模式。移除跳线后，ADA4431-1使 能，但电荷泵禁用。 跳线模块J2允许在不连接外部视频负载的情况下对负载检 测功能进行评估。将中心引脚与位置75用跳线相连等同于 ADA4431-1评估板的原理图以及输出耦合选项见图17。图 在输出端施加一个75 Ω负载，并且会导致LDO引脚变为高 18和图19分别显示评估板的正反两面布局。 电平。 R6 75Ω J2 OUTPUT OPTION 1 C6 220µF R5 75Ω C5 0Ω V+ OUT 6 7 8 V+ OUTPUT OPTION 2 C5 47µF C6 0Ω + C1 0.1µF C2 0.1µF LDO 14 C8 + 10µF 13 C4 22µF AC-COUPLED OUTPUT WITH SAG CORRECTION V+ 图17. 评估板原理图 Rev. 0 | Page 10 of 12 06734-018 LDOUT 5 C7 0.1µF SUBS + J4 GND DIS V+ R4 DNI C3 1.0µF 10 CAP1 9 GND R3 DNI +VS CAP2 4 LDO DIS ADA4431-1 3 DIS GND GND 12 SUBS 11 2 IN R2 75Ω SAG 1 +VS LD2 DC-COUPLED 13 OUTPUT 14 FB2 C9 0.1µF FB1 16 15 R1 0Ω C6 0Ω C4 0Ω CAP3 AC-COUPLED 13 OUTPUT CAP4 C4 0Ω IN OUT GND + C5 0Ω 14 75Ω 图18. 评估板—正面 06743-020 06743-019 ADA4431-1 图19. 评估板—反面 Rev. 0 | Page 11 of 12 ADA4431-1 外形尺寸 3.00 BSC SQ PIN 1 INDICATOR 13 12 16 1 1.80 1.70 SQ 1.55 EXPOSED PAD 0.50 BSC TOP VIEW 8 5 4 BOTTOM VIEW 0.60 0.55 0.51 SEATING PLANE 9 0.40 MAX 0.30 NOM 0.05 MAX 0.02 NOM 0.30 0.25 0.18 0.08 REF 053106-B INDEX AREA COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-248-UEED. 图20. 16引脚引线框芯片级封装[LFCSP_UQ] 3 mm × 3 mm超薄体 (CP-16-12) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号 ADA4431-1YCPZ-R2 1 ADA4431-1YCPZ-R71 ADA4431-1YCPZ-RL1 1 温度范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C 封装描述 16引脚LFCSP_UQ 16引脚LFCSP_UQ 16引脚LFCSP_UQ 封装选项 CP-16-12 CP-16-12 CP-16-12 标识 H12 H12 H12 订购数量 250 3,000 10,000 Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2007 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D06734sc-0-8/07(0) T T Rev. 0 | Page 12 of 12