SolidStqte
Micro SSM
Technology
for Music 2013
VOTTAGE CONTROLLED AM PLI FI ER*
D E S C R I P T I O N
T h e S S M 2 0 1 3 i s a l o w c o s t , h i g h p e r f o r m a n c e a n t i l o g v o l t a g e c o n t r o l l e d a m p l i f i e r w i t h fu l l c l a s s A p e r f o r m a n c e . T h e d e v i c e h a s a 9 4 d B s i g n a l t o n o i s e f i g u r e a t 0 . 0 1 % T H D . T h e c u r r e n t i n p u t s a n d o u t p u t s m a k e p o s s i b l e w i d e b a n d w i d t h , e a s y s i g n a l s u m m i n g , a n d m i n i m u m e x t e r n a l c o m p o n e n t c o u n t . I n h e r e n t l y l o w c o n t r o l f e e d t h r o u g h a n d 2 n d h a r m o n i c d i s t o r t i o n m a k e tr i m m i n g u n n e c e s s a r y f o r m o s t a p p l i c a t i o n s . ' I n a d d i t r o n . t h e 2 0 1 3 h a s m o r e th a n 1 2 d B o f h e a d r o o m a t t h e r a t e d s p e c i f i c a t i o n s a n d c a n b e c o n f i g u r e d t o g i v e u p to 4 0 d B o f g a i n .
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Low Cost
F u l l C l a s s A P e r f o r m a n c e
M i n i m u m E x t e r n a l C o m o o n e n t C o u n t C u r r e n t I n p u t , C u r r e n t O u t p u t 1 0 6 d 8 D y n a m i c R a n g e ( 1 2 5 B I T S )
3 0 d B C o n t r o l F e e d t h r o u g h ( u n t r i m m e d , R E 0 d B V ) N o T r i m m i n g R e q u i r e d f o r M o s t A p p l i c a t i o n s
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P I N O U T ( T O P V I E W } B L O C K D I A G R A M
S o l i d S t a t e M i c r o T e c h n o l o g y l o r M u s i c , I n c . , 2 0 7 6 8 W a l s h A v e n u e , S a n t a C l a r a , C A 9 5 0 5 0 , U S A (4081 7 27 -0917 Telex 1 71 1 89
" P A T E N T S A P P L I E D F O R
t l e v . A u g u s t , 1 9 8 6
Specification* (tt V5 : t 15V and TA - 25'C
SPECIFICATIONS
P A R A M E T E R Positive Supply Voltage Negative Supply Voltage' Positive Supply Current Negative Supply Currenl Negative Supply Bias Resistor
( p i n 7 t o p i n 8 ) E x p o l n p u l B i a s
Expo Control Sensitivity Mute Ofl (logtc low) M u t e O n ( l o g i c h i g h ) Mute Attenuation C u r r e n t G a i n
C u r r e n t O u t p u t O I f s e t Output Leakage
M a x A v a i l a b l e O u t p u t C u r r e n t C u r r e n t B a n d w t d t h ( 3 d B ) S r g n a l F e e d t h r o u g h
S i g n a l t o N o i s e ( 2 0 H 2 - 2 0 k H z ) ' ' T H D ( u n t r i m m e d ) a
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1 ) M e a s u r c d a t p r n 8 . p i l - t 7 1 5 V 2 ) V , . rs v o l l a g e o n p r n 9 .
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OPERATING TEMPERATURE 10'C to + 55"C
STORAGE TEMPERATURE - 55'C to + 125'C
C O N D I T I O N S
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, 600mV r 5 V
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S i g n a l I n p u t ( P i n 1 3 )
S i n c e th e 2 0 1 3 is a c u r r e n t i n p u t , c u r r e n t o u t p u t d e v i c e . t h e in p u t a n d o u t p u t re s i s t o r v a l u e s c a n b e s e l e c t e d t o g i v e o p t i m u m p e r f o r m a n c e f o r a n y g i v e n s i g n a l p r o c e s s i n g e n v i r o n m e n t A p e a k to p e a k in p u t s i g n a l o f , 3 0 0 p A w i l l g i v e the r a t e d s p e c i f i c a t i o n s a n d a l l o w f o r 1 2 d B o f h e a d r o o m . T h e d e v i c e c a n h a n d l e m o r e t h a n , 1 2 m A w i t h o u t c l i p p i n g o r o t h e r r a d i c a l i n c r e a s e s i n d i s t o r t i o n . l f t l r e a v e r a g e p e a k input s i g n a l i s 7 V p e a k to p e a k a n d lh e supplies a r e , 1 5 V , a 1 2 K r n p u t r e s i s t o r w i l l y i e l d t h e p r o p e r i n p u t c u r r e n t a n d h e a d r o c - r m .
F r e q u e n t l y 1 6 to 2 4 d B o f h e a d r o o m i s r e q u i r e c l t o h a n d l e h i g h c r e s t { a c t o r m a t e r i a l s u c h a s p e r c u s s i v e i n s t r u m e n t s . A r 1 2 0 p A , , , , i n p u t s i g n a l l e v e l w i l l a l l o w l o r 2 0 d B o f h e a d r o o m a n d y r e l d i r r i B 6 c j R s i q n a l t o n o i s e r a t i o a t u n i t y g a r n . T h e T H D a n d IM D c h a r a c t e r i s t i c s , g i v e n i n th e g r a p h a t th e b o t t o m r r g h t o f p a g e 2 , w i l l ir n p r o v e ( d e c r e a s e ) b y a f a c t o r o f 2 . 5 .
T h e in p u t D . C . b l o c k i n g c a p a c i t o r i s r e q u i r e d f o r best performance s o t h a t o f f s e t s i n p r e v i o u s s t a g e s o o n o t u p s e t t h e b a l a n c e o f t h e d e v i c e C , , , s h o u l d b e c h o s e n s o t h a t t h e R , C,,, c o m b i n a t i o n g i v e s a c u t o f f f r e q u e n c y b e i o w t h e audio b a n d .
S i g n a l O u t p u t ( P i n a )
S i n c e th e 2 0 1 3 is c a p a b l e o f c u r r e n t g a i n as well as attenuation, s e v e r a l c o n s i d e r a t i o n s g o into the selection o f t h e f e e d b a c k r e s i s t o r i n th e o u t p u t c u r r e n t t o v o l t a g e c o n v e r t o r . D i s t o r t i o n w i l l in c r e a s e s i g n i f i c a n t l y w h e n t h e d e v i c e i s o p e r a t e d a b o v e 2 0 t o 3 0 d B o f c u r r e n t g a i n . ( S e e g r a p h a t b o t t o m l e f t . ) G a i n o b t a i n e o r n th e output o p a m p b y r a t i o i n g t h e o u t p u t t o i n p u t r e s i s t o r s i s a t t h e e x p e n s e o f r a i s i n g t h e n o i s e f l o o r b y t h e g a i n fa c t o r . l f a maximum o f 4 0 d B o f g a r n is d e s i r e d t h e n o i s e f l o o r w o u l d b e r a i s e d f r o m around 94dB 1o 54dB referred t o a u s a b l e i n p u t s i g n a l l e v e l .
A w o r k a b l e c o m p r o m i s e i n th r s c a s e w o u l d b e t o a l l o w f o r 2 0 t o 3 0 d B of current g a i n rn the 2013 a n d g e t th e r e s t f r o m t h e o p a m p . T h i s w i l l r e s u l t i n a s e v e r a l d B i m p r o v e m e n t i n t h e n o r s e f l o o r a t m a x i m u m g a i n and a significant r e d u c t i o n i n d i s t o r t i o n .
Noise Measurement
A u d i o n o i s e in t h e 2 0 1 3 c a n n o t b e c o r r e c t l y c a l c u l a t e d f r o m a b r o a d b a n d n o i s e m e a s u r e m e n t . T h i s r s b e c a u s e t h e 5 0 0 0 p F - 4 7 O n e t w o r k a t th e in p u t f o r m a z e r o in th e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k a t 6 0 0 k H z . T h e n o i s e f lo o r w i l l ro l l u p a t th e r a t e o f + 6 d B p e r o c t a v e f r o m a b o u t 4 5 k H z t o 6 0 0 k H z w h e r e it w i l l a g a i n r o l l o f f . W h e n m e a s u r i n g a u d i o n o i s e i n th e 2 0 1 3 o n e s h o u l d l i m i t t h e b a n d w i d t h l o 2 O k H z o r 3 0 k H z .
T h e c a p a c i t o r i n t h e o u t p u t c u r r e n t t o v o l t a g e c o n v e r t o r i s n e e d e d t o i n s u r e s t a b i l i t y u n d e r a l l s i g n a l a n d o u t p u t l o a d c o n d i t i o n s . A c o r n e r f r e q u e n c y o f 3 0 0 k H z w i l l a c c o m p l i s h t h i s b u t a l o w e r f r e q u e n c y m a y b e d e s i r e d t o l i m i t n o i s e o u t s i d e t h e a u d i o b a n d a t th e e x o e n s e o f a s l o w e r t r a n s i e n t r e s o o n s e .
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T r i m m i n g ( P i n s 2 , 3 , 6 , 1 3 )
T h e 2 0 1 3 h a s b e e n d e s i g n e d f o r m i n i m u m d i s t o r t i o n , o f f s e t a n d c o n t r o l f e e d t h r o u g h a t u n i t y c u r r e n t g a i n . I n o r d e r t o g e t o p t i m u m p e r f o r m a n c e i n a p p l i c a t i o n s r e q u i r r n g m o r e t h a n 1 0 t o 2 0 d B o f g a i n , a t r i m p o i n t h a s b e e n p r o v i d e d . S i n c e d i s t o r t i o n r n th e 2 0 1 3 i s m o r e v a r i a b l e f r o m d e v i c e t o d e v i c e a t h i g h c u r r e n t g a i n , t h e tr i m a l l o w s o n e to g e t th e b e s t o v e r a l l d i s t o r t i o n f i g u r e s v s . g a i n o n a r e p e a t a b l e b a s i s . T h e p r o c e d u r e i s t o a p p l y a c o n t r o l v o l t a g e t o p i n 9 c o r r e s p o n d i n g t o t h e m a x i m u m d e s i r e d c u r r e n t g a i n a n d s e t th e in p u t l e v e l s o th a t t h e o u t p u t i s ju s t b e l o w c l i p p i n g . T h e tr i m is th e n a d j u s t e d t o g i v e m i n i m u m d i s t o r t r o n .
C o n t r o l f e e d t h r o u g h i n th e 2 0 1 3 c a r i b e r e d u c e d b y u s r n g t h e o p t i o n a l a d j u s t m e n t s h o w n i n F i g u r e 2 A . T h e p r o c e d u r e i s t o a p p l y a n A . C . c o n t r o l v o l t a g e s i g n a l w h i c h s w e e p s f r o m th e m i n i m u m t o m a x i m u m d e s i r e d g a i n . The srgnal f e e d i n g t h r o u g h t o t h e o u t p u t i s t h e n tr i m m e d t o a m i n i r n u m . T h e f i x e d n e t w o r k i n F i g u r e 2 B c a n a l s o b e u s e to r e d u c e c o n t r o l f e e d t h r o u o h .
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