ZHCSU60A May   2023  – January 2024 PCMD3180-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性
    6. 5.6  时序要求：I2C 接口
    7. 5.7  开关特性：I2C 接口
    8. 5.8  时序要求：SPI 接口
    9. 5.9  开关特性：SPI 接口
    10. 5.10 时序要求：TDM、I2S 或 LJ 接口
    11. 5.11 开关特性：TDM、I2S 或 LJ 接口
    12. 5.12 时序要求：PDM 数字麦克风接口
    13. 5.13 开关特性：PDM 数字麦克风接口
    14. 5.14 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 串行接口
        1. 6.3.1.1 控制串行接口
        2. 6.3.1.2 音频串行接口
          1. 6.3.1.2.1 时分多路复用 (TDM) 音频接口
          2. 6.3.1.2.2 IC 间音频 (I2S) 接口
          3. 6.3.1.2.3 左对齐 (LJ) 接口
        3. 6.3.1.3 通过共享总线使用多个器件
      2. 6.3.2 锁相环 (PLL) 和时钟生成
      3. 6.3.3 基准电压
      4. 6.3.4 麦克风偏置
      5. 6.3.5 数字 PDM 麦克风录音通道
      6. 6.3.6 信号链处理
        1. 6.3.6.1 可编程数字音量控制
        2. 6.3.6.2 可编程通道增益校准
        3. 6.3.6.3 可编程通道相位校准
        4. 6.3.6.4 可编程数字高通滤波器
        5. 6.3.6.5 可编程数字双二阶滤波器
        6. 6.3.6.6 可编程通道加法器和数字混频器
        7. 6.3.6.7 可配置数字抽取滤波器
          1. 6.3.6.7.1 线性相位滤波器
            1. 6.3.6.7.1.1 采样速率：8 kHz 或 7.35 kHz
            2. 6.3.6.7.1.2 采样速率：16 kHz 或 14.7 kHz
            3. 6.3.6.7.1.3 采样速率：24 kHz 或 22.05 kHz
            4. 6.3.6.7.1.4 采样速率：32kHz 或 29.4 kHz
            5. 6.3.6.7.1.5 采样速率：48 kHz 或 44.1 kHz
            6. 6.3.6.7.1.6 采样速率：96 kHz 或 88.2 kHz
            7. 6.3.6.7.1.7 采样速率：192 kHz 或 176.4 kHz
            8. 6.3.6.7.1.8 采样速率：384 kHz 或 352.8 kHz
            9. 6.3.6.7.1.9 采样速率：768kHz 至 705.6kHz
          2. 6.3.6.7.2 低延迟滤波器
            1. 6.3.6.7.2.1 采样速率：16 kHz 或 14.7 kHz
            2. 6.3.6.7.2.2 采样速率：24 kHz 或 22.05 kHz
            3. 6.3.6.7.2.3 采样速率：32kHz 或 29.4 kHz
            4. 6.3.6.7.2.4 采样速率：48 kHz 或 44.1 kHz
            5. 6.3.6.7.2.5 采样速率：96 kHz 或 88.2 kHz
            6. 6.3.6.7.2.6 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
          3. 6.3.6.7.3 超低延迟滤波器
            1. 6.3.6.7.3.1 采样速率：16 kHz 或 14.7 kHz
            2. 6.3.6.7.3.2 采样速率：24 kHz 或 22.05 kHz
            3. 6.3.6.7.3.3 采样速率：32kHz 或 29.4 kHz
            4. 6.3.6.7.3.4 采样速率：48 kHz 或 44.1 kHz
            5. 6.3.6.7.3.5 采样速率：96 kHz 或 88.2 kHz
            6. 6.3.6.7.3.6 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
            7. 6.3.6.7.3.7 采样速率：384kHz 至 352.8kHz
      7. 6.3.7 中断、状态和数字 I/O 引脚多路复用
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 硬件关断
      2. 6.4.2 睡眠模式或软件关断
      3. 6.4.3 工作模式
      4. 6.4.4 软件复位
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 控制串行接口
        1. 6.5.1.1 I2C 控制接口
          1. 6.5.1.1.1 常规 I2C 运行
          2. 6.5.1.1.2 I2C 单字节和多字节传输
            1. 6.5.1.1.2.1 I2C 单字节写入
            2. 6.5.1.1.2.2 I2C 多字节写入
            3. 6.5.1.1.2.3 I2C 单字节读取
            4. 6.5.1.1.2.4 I2C 多字节读取
        2. 6.5.1.2 SPI 控制接口
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 器件配置寄存器
      1. 7.1.1 寄存器汇总表格（页面=0x00）
      2. 7.1.2 88
      3. 7.1.3 寄存器说明
        1. 7.1.3.1  PAGE_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x00）[复位 = 0h]
        2. 7.1.3.2  SW_RESET 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x01）[复位 = 0h]
        3. 7.1.3.3  SLEEP_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x02）[复位 = 0h]
        4. 7.1.3.4  SHDN_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x05）[复位 = 5h]
        5. 7.1.3.5  ASI_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x07）[复位 = 30h]
        6. 7.1.3.6  ASI_CFG1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x08）[复位 = 0h]
        7. 7.1.3.7  ASI_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x09）[复位 = 0h]
        8. 7.1.3.8  ASI_CH1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x0B）[复位 = 0h]
        9. 7.1.3.9  ASI_CH2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x0C）[复位 = 1h]
        10. 7.1.3.10 ASI_CH3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x0D）[复位 = 2h]
        11. 7.1.3.11 ASI_CH4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x0E）[复位 = 3h]
        12. 7.1.3.12 ASI_CH5 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x0F）[复位 = 4h]
        13. 7.1.3.13 ASI_CH6 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x10）[复位 = 5h]
        14. 7.1.3.14 ASI_CH7 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x11）[复位 = 6h]
        15. 7.1.3.15 ASI_CH8 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x12）[复位 = 7h]
        16. 7.1.3.16 MST_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x13）[复位 = 2h]
        17. 7.1.3.17 MST_CFG1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x14）[复位 = 48h]
        18. 7.1.3.18 ASI_STS 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x15）[复位 = FFh]
        19. 7.1.3.19 CLK_SRC 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x16）[复位 = 10h]
        20. 7.1.3.20 PDMCLK_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x1F）[复位 = 40h]
        21. 7.1.3.21 PDMIN_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x20）[复位 = 0h]
        22. 7.1.3.22 GPIO_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x21）[复位 = 22h]
        23. 7.1.3.23 GPO_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x22）[复位 = 0h]
        24. 7.1.3.24 GPO_CFG1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x23）[复位 = 0h]
        25. 7.1.3.25 GPO_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x24）[复位 = 0h]
        26. 7.1.3.26 PO_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x25）[复位 = 0h]
        27. 7.1.3.27 GPO_VAL 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x29）[复位 = 0h]
        28. 7.1.3.28 GPIO_MON 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x2A）[复位 = 0h]
        29. 7.1.3.29 GPI_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x2B）[复位 = 0h]
        30. 7.1.3.30 GPI_CFG1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x2C）[复位 = 0h]
        31. 7.1.3.31 GPI_MON 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x2F）[复位 = 0h]
        32. 7.1.3.32 INT_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x32）[复位 = 0h]
        33. 7.1.3.33 INT_MASK0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x33）[复位 = FFh]
        34. 7.1.3.34 INT_LTCH0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x36）[复位 = 0h]
        35. 7.1.3.35 BIAS_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x3B）[复位 = 0h]
        36. 7.1.3.36 CH1_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x3C）[复位 = 0h]
        37. 7.1.3.37 CH1_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x3E）[复位 = C9h]
        38. 7.1.3.38 CH1_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x3F）[复位 = 80h]
        39. 7.1.3.39 CH1_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x40）[复位 = 0h]
        40. 7.1.3.40 CH2_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x41）[复位 = 0h]
        41. 7.1.3.41 CH2_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x43）[复位 = C9h]
        42. 7.1.3.42 CH2_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x44）[复位 = 80h]
        43. 7.1.3.43 CH2_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x45）[复位 = 0h]
        44. 7.1.3.44 CH3_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x46）[复位 = 0h]
        45. 7.1.3.45 CH3_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x48）[复位 = C9h]
        46. 7.1.3.46 CH3_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x49）[复位 = 80h]
        47. 7.1.3.47 CH3_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x4A）[复位 = 0h]
        48. 7.1.3.48 CH4_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x4B）[复位 = 0h]
        49. 7.1.3.49 CH4_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x4D）[复位 = C9h]
        50. 7.1.3.50 CH4_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x4E）[复位 = 80h]
        51. 7.1.3.51 CH4_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x4F）[复位 = 0h]
        52. 7.1.3.52 CH5_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x50）[复位 = 0h]
        53. 7.1.3.53 CH5_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x52）[复位 = C9h]
        54. 7.1.3.54 CH5_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x53）[复位 = 80h]
        55. 7.1.3.55 CH5_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x54）[复位 = 0h]
        56. 7.1.3.56 CH6_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x55）[复位 = 0h]
        57. 7.1.3.57 CH6_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x57）[复位 = C9h]
        58. 7.1.3.58 CH6_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x58）[复位 = 80h]
        59. 7.1.3.59 CH6_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x59）[复位 = 0h]
        60. 7.1.3.60 CH7_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x5A）[复位 = 0h]
        61. 7.1.3.61 CH7_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x5C）[复位 = C9h]
        62. 7.1.3.62 CH7_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x5D）[复位 = 80h]
        63. 7.1.3.63 CH7_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x5E）[复位 = 0h]
        64. 7.1.3.64 CH8_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x5F）[复位 = 0h]
        65. 7.1.3.65 CH8_CFG2 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x61）[复位 = C9h]
        66. 7.1.3.66 CH8_CFG3 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x62）[复位 = 80h]
        67. 7.1.3.67 CH8_CFG4 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x63）[复位 = 0h]
        68. 7.1.3.68 DSP_CFG0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x6B）[复位 = 1h]
        69. 7.1.3.69 DSP_CFG1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x6C）[复位 = 40h]
        70. 7.1.3.70 IN_CH_EN 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x73）[复位 = F0h]
        71. 7.1.3.71 ASI_OUT_CH_EN 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x74）[复位 = 0h]
        72. 7.1.3.72 PWR_CFG 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x75）[复位 = 0h]
        73. 7.1.3.73 DEV_STS0 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x76）[复位 = 0h]
        74. 7.1.3.74 DEV_STS1 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x77）[复位 = 80h]
        75. 7.1.3.75 I2C_CKSUM 寄存器（页面 = 0x00，地址 = 0x7E）[复位 = 00h]
    2. 7.2 可编程系数寄存器
      1. 7.2.1 可编程系数寄存器：页面 = 0x02
      2. 7.2.2 可编程系数寄存器：页面 = 0x03
      3. 7.2.3 可编程系数寄存器：页面 = 0x04
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 八通道数字 PDM 麦克风录音
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 EVM 设置的器件寄存器配置脚本示例
        3. 8.2.1.3 应用曲线
    3. 8.3 应做事项和禁止事项
  10. 9 电源相关建议
  11. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
  12. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 接收文档更新通知
    3. 11.3 支持资源
    4. 11.4 商标
    5. 11.5 静电放电警告
    6. 11.6 术语表
  13. 12修订历史记录
  14. 13机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

5.5 电气特性

TA = 25°C、AVDD = 3.3V、IOVDD = 3.3V、fIN = 1kHz 正弦信号，fS = 48kHz、PDMCLKx = 64 × fS、32 位音频数据、BCLK = 256 × fS、TDM 从模式、PLL 开启（除非另有说明）
参数测试条件最小值典型值最大值单位
PDM 输入转换的性能
SNR信噪比，A 加权(1)(2)(3)无信号，使用 5 阶 PDM 调制器生成输入 128dB
无信号，使用 4 阶 PDM 调制器生成输入 118
DR动态范围，A 加权(2)(3)–60dB 满量程信号输入，使用 5 阶 PDM 调制器生成输入 127dB
–60dB 满量程信号输入，使用 4 阶 PDM 调制器生成输入 117
其他参数
数字音量控制范围可编程 0.5dB 步长–10027dB
PDMCLKx 输出速率可编程0.70566.144MHz
输出数据采样速率可编程7.35768kHz
输出数据样本字长可编程1632位
数字高通滤波器截止频率具有可编程系数的一阶 IIR 滤波器，–3dB 点（默认设置）12Hz
MICBIAS 电压MICBIAS 编程为 VREF，VREF 编程为 2.75V、2.5V 或 1.375VVREFV
通过 20mA 负载旁路至 AVDDAVDD – 0.2
数字 I/O
VIL(SHDNZ)低电平数字输入逻辑电压阈值SHDNZ 引脚–0.30.25 × IOVDDV
VIH(SHDNZ)高电平数字输入逻辑电压阈值SHDNZ 引脚0.75 × IOVDDIOVDD + 0.3V
VIL低电平数字输入逻辑电压阈值除 PDMDINx_GPIx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 运行电压–0.30.35 × IOVDDV
除 PDMDINx_GPIx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 运行电压–0.30.8
VIH高电平数字输入逻辑电压阈值除 PDMDINx_GPIx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 运行电压0.65 × IOVDDIOVDD + 0.3V
除 PDMDINx_GPIx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 运行电压2IOVDD + 0.3
VOL低电平数字输出电压除 PDMCLKx_GPOx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 1.8V 运行电压0.45V
除 PDMCLKx_GPOx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 3.3V 运行电压0.4
VOH高电平数字输出电压除 PDMCLKx_GPOx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = –2mA，IOVDD 1.8V 运行电压IOVDD – 0.45V
除 PDMCLKx_GPOx、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = –2mA，IOVDD 3.3V 运行电压2.4
VIL(I2C)低电平数字输入逻辑电压阈值SDA 和 SCL-0.50.3 x IOVDDV
VIH(I2C)高电平数字输入逻辑电压阈值SDA 和 SCL0.7 x IOVDDIOVDD + 0.5V
VOL1(I2C)低电平数字输出电压SDA，IOL(I2C) = –3mA，IOVDD > 2V0.4V
VOL2(I2C)低电平数字输出电压SDA，IOL(I2C) = –2mA，IOVDD ≤ 2V0.2 x IOVDDV
IOL(I2C)低电平数字输出电流SDA，VOL(I2C) = 0.4V，标准模式或快速模式3mA
SDA，VOL(I2C) = 0.4V，快速+ 模式20
IIL数字输入的输入逻辑低电平泄漏电流除 PDMDINx_GPIx 引脚以外的所有数字引脚，输入 = 0V-50.15µA
IIH数字输入的输入逻辑高电平泄漏电流除 PDMDINx_GPIx 引脚以外的所有数字引脚，输入 = IOVDD-50.15µA
VIL(GPIx)低电平数字输入逻辑电压阈值所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，AVDD 1.8V 运行电压–0.30.35 × AVDDV
所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，AVDD 3.3V 运行电压–0.30.8
VIH(GPIx)高电平数字输入逻辑电压阈值所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，AVDD 1.8V 运行电压0.65 × AVDDAVDD + 0.3V
所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，AVDD 3.3V 运行电压2AVDD + 0.3
VOL(GPOx)低电平数字输出电压所有 PDMCLKx_GPOx 数字引脚，IOL = –2mA，AVDD 1.8V 运行电压0.45V
所有 PDMCLKx_GPOx 数字引脚，IOL = –2mA，AVDD 3.3V 运行电压0.4
VOH(GPOx)高电平数字输出电压所有 PDMCLKx_GPOx 数字引脚，IOH = –2mA，AVDD 1.8V 运行电压AVDD – 0.45V
所有 PDMCLKx_GPOx 数字引脚，IOH = –2mA，AVDD 3.3V 运行电压2.4
IIL(GPIx)数字输入的输入逻辑高电平泄漏电流所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，输入 = 0V-50.15µA
IIH(GPIx)数字输入的输入逻辑高电平泄漏电流所有 PDMDINx_GPIx 数字引脚，输入 = AVDD-50.15µA
CIN数字输入的输入电容所有数字引脚5pF
RPD数字 I/O 引脚在置为有效状态时的下拉电阻20kΩ
典型电源电流消耗
IAVDD硬件关断模式下的电流消耗SHDNZ = 0，AVDD = 3.3V1µA
IAVDDSHDNZ = 0，AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD）1
IIOVDDSHDNZ = 0，所有外部时钟均停止，IOVDD = 3.3V0.1
IIOVDDSHDNZ = 0，所有外部时钟均停止，IOVDD = 1.8V0.1
IAVDD睡眠模式（软件关断模式）下的电流消耗所有外部时钟停止，AVDD = 3.3V5µA
IAVDD所有外部时钟均停止，AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD）5
IIOVDD所有外部时钟均停止，IOVDD = 3.3V0.1
IIOVDD所有外部时钟均停止，IOVDD = 1.8V0.1
IAVDD8 通道 PDM 输入录音的电流消耗，fS = 48kHz，PDMCLKx = 64 × fS，PLL 开启，BCLK = 256 × fSAVDD = 3.3V11.9mA
IAVDDAVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD）11.3
IIOVDDIOVDD = 3.3V0.7
IIOVDDIOVDD = 1.8V0.4
IAVDD4 通道 PDM 输入录音的电流消耗，fS = 16kHz，PDMCLKx = 96 × fS，PLL 开启，BCLK = 256 × fSAVDD = 3.3V7.2mA
IAVDDAVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD）6.5
IIOVDDIOVDD = 3.3V0.2
IIOVDDIOVDD = 1.8V0.1
(1) 1kHz 满量程正弦波输入时的输出电平与无信号时的输出电平之比，使用音频分析仪在 20Hz 至 20kHz 的带宽范围内测量并进行 A 加权。
(2) 所有性能测量均使用 20kHz 低通滤波器以及 A 加权滤波器（如注明）完成。如果不使用此类滤波器，可能会导致比“电气特性”中所示更高的 THD 以及更低的 SNR 与动态范围读数。低通滤波器可消除带外噪声，尽管这种噪声不可闻，但可能会影响动态规格值。
(3) 器件性能参数 SNR、DR 和 THD+N 主要受一位 PDM 调制器生成的数据输出的限制。一位 PDM 调制器输出本身的 THD + N 性能对于高于 –10dB 满量程的信号而言通常不太理想。数据表中的测量数据是使用包含高性能 PDM 调制器输出发生器的音频设备得出的。