ZHCSPN6A January   2024  – December 2024 TAC5311-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 时序图
    15. 5.15 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  输入通道配置
      4. 6.3.4  基准电压
      5. 6.3.5  麦克风偏置
      6. 6.3.6  数字 PDM 麦克风录音通道
      7. 6.3.7  信号链处理
        1. 6.3.7.1 ADC 信号链
          1. 6.3.7.1.1 可编程通道增益和数字音量控制
          2. 6.3.7.1.2 可编程通道增益校准
          3. 6.3.7.1.3 可编程通道相位校准
          4. 6.3.7.1.4 可编程数字高通滤波器
          5. 6.3.7.1.5 可编程数字双二阶滤波器
          6. 6.3.7.1.6 可编程通道加法器和数字混频器
          7. 6.3.7.1.7 可配置数字抽取滤波器
            1. 6.3.7.1.7.1 线性相位滤波器
              1. 6.3.7.1.7.1.1 采样速率：8kHz 或 7.35kHz
              2. 6.3.7.1.7.1.2 采样速率：16kHz 或 14.7kHz
              3. 6.3.7.1.7.1.3 采样速率：24kHz 或 22.05kHz
              4. 6.3.7.1.7.1.4 采样速率：32kHz 或 29.4kHz
              5. 6.3.7.1.7.1.5 采样速率：48kHz 或 44.1kHz
              6. 6.3.7.1.7.1.6 采样速率：96kHz 或 88.2kHz
              7. 6.3.7.1.7.1.7 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
              8. 6.3.7.1.7.1.8 采样速率：384kHz 或 352.8kHz
              9. 6.3.7.1.7.1.9 采样速率：768kHz 或 705.6kHz
            2. 6.3.7.1.7.2 低延迟滤波器
              1. 6.3.7.1.7.2.1 采样速率：24kHz 或 22.05kHz
              2. 6.3.7.1.7.2.2 采样速率：32kHz 或 29.4kHz
              3. 6.3.7.1.7.2.3 采样速率：48kHz 或 44.1kHz
              4. 6.3.7.1.7.2.4 采样速率：96kHz 或 88.2kHz
              5. 6.3.7.1.7.2.5 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
            3. 6.3.7.1.7.3 超低延迟滤波器
              1. 6.3.7.1.7.3.1 采样速率：24kHz 或 22.05kHz
              2. 6.3.7.1.7.3.2 采样速率：32kHz 或 29.4kHz
              3. 6.3.7.1.7.3.3 采样速率：48kHz 或 44.1kHz
              4. 6.3.7.1.7.3.4 采样速率：96kHz 或 88.2kHz
              5. 6.3.7.1.7.3.5 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
        2. 6.3.7.2 DAC 信号链
          1. 6.3.7.2.1 可编程通道增益和数字音量控制
          2. 6.3.7.2.2 可编程通道增益校准
          3. 6.3.7.2.3 可编程数字高通滤波器
          4. 6.3.7.2.4 可编程数字双二阶滤波器
          5. 6.3.7.2.5 可编程数字混频器
          6. 6.3.7.2.6 可配置数字内插滤波器
            1. 6.3.7.2.6.1 线性相位滤波器
              1. 6.3.7.2.6.1.1 采样速率：8kHz 或 7.35kHz
              2. 6.3.7.2.6.1.2 采样速率：16kHz 或 14.7kHz
              3. 6.3.7.2.6.1.3 采样速率：24kHz 或 22.05kHz
              4. 6.3.7.2.6.1.4 采样速率：32kHz 或 29.4kHz
              5. 6.3.7.2.6.1.5 采样速率：48kHz 或 44.1kHz
              6. 6.3.7.2.6.1.6 采样速率：96kHz 或 88.2kHz
              7. 6.3.7.2.6.1.7 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
            2. 6.3.7.2.6.2 低延迟滤波器
              1. 6.3.7.2.6.2.1 采样速率：24kHz 或 22.05kHz
              2. 6.3.7.2.6.2.2 采样速率：32kHz 或 29.4kHz
              3. 6.3.7.2.6.2.3 采样速率：48kHz 或 44.1kHz
              4. 6.3.7.2.6.2.4 采样速率：96kHz 或 88.2kHz
              5. 6.3.7.2.6.2.5 采样速率：192kHz 或 176.4kHz
      8. 6.3.8  中断、状态和数字 I/O 引脚多路复用
      9. 6.3.9  输入直流故障诊断
      10. 6.3.10 Power Tune 模式
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 睡眠模式或软件关断
      2. 6.4.2 软件复位
      3. 6.4.3 工作模式
    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 TAC5311-Q1_B0_P0 寄存器
      2. 7.1.2 TAC5311-Q1_B0_P1 寄存器
    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 8
      2. 7.2.2  可编程系数寄存器：页面 9
        1. 7.2.2.1 TAC5311-Q1_B0_P3 寄存器
      3. 7.2.3  可编程系数寄存器：页面 10
      4. 7.2.4  可编程系数寄存器：页面 11
      5. 7.2.5  可编程系数寄存器：页面 15
      6. 7.2.6  可编程系数寄存器：页面 16
      7. 7.2.7  可编程系数寄存器：页面 17
      8. 7.2.8  可编程系数寄存器：页面 18
      9. 7.2.9  可编程系数寄存器：页面 19
      10. 7.2.10 可编程系数寄存器：页面 25
      11. 7.2.11 可编程系数寄存器：页面 26
      12. 7.2.12 可编程系数寄存器：页面 27
      13. 7.2.13 可编程系数寄存器：页面 28
  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 应用
      2. 8.2.2 设计要求
      3. 8.2.3 详细设计过程
      4. 8.2.4 应用性能曲线图
      5. 8.2.5 EVM 设置的器件寄存器配置脚本示例
    3. 8.3 电源相关建议
      1. 8.3.1 适用于 1.8V 和 1.2V 运行的 IOVDD_IO_MODE
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11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

除非另有说明，TA = 25°C、AVDD = 3.3V、IOVDD = 3.3V、BSTVDD = 3.3V、HVDD = 11V（对于外部 HVDD 情况）、fIN = 1kHz 正弦信号、fS = 48kHz、32 位音频数据、BCLK = 256 × fS、TDM 目标模式、PLL 开启、通道增益 = 0dB、线性相位抽取/内插滤波器、VCM = 7.2V 的交流耦合差分输入、由 MICBIAS 编程的电压 = 8V、采用差分/单端配置的 1200Ω/600Ω 线路输出负载或 32Ω/16Ω 接收器/耳机负载（如适用）和其他默认配置；测量时无滤波器，使用 Audio Precision 在 20Hz 至 20kHz 未加权带宽下测量
参数 测试条件 最小值 标称值 最大值 单位
线路输入录音的 ADC 性能
差分输入满量程直流信号电压 交流耦合输入，不支持输入故障诊断 10 VRMS
直流耦合输入，直流共模电压 INxP = INxM = 7.2V，支持输入故障诊断
单端输入满量程直流信号电压 交流耦合输入，不支持输入故障诊断 5 VRMS
直流耦合输入，直流共模电压 INxP = INxM = 7.2V，支持输入故障诊断
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) IN1x 差分交流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益 95 103 dB
IN1x 差分交流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益 103
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) IN1x 差分交流耦合输入，交流信号对地短路，12dB 通道增益 99 dB
IN1x 差分直流耦合输入，交流信号对地短路，12dB 通道增益 100
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) 宽带模式(3)：IN1x 差分交流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益（以积分法运算至 20kHz，A 加权） 101 dB
宽带模式(3)：IN1x 差分直流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益（以积分法运算至 20kHz，A 加权） 101
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) Power Tune 模式(4)：IN1x 差分交流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益 101 dB
Power Tune 模式(4)：IN1x 差分直流耦合输入，交流信号对地短路，0dB 通道增益 101
DR 动态范围，A 加权(2) IN1x 差分交流耦合输入，–60dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益 95 104 dB
IN1x 差分直流耦合输入，–60dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益 104
DR 动态范围，A 加权(2) IN1x 差分交流耦合输入，–72dBFS 交流信号输入，12dB 通道增益 99 dB
IN1x 差分直流耦合输入，–72dBFS 交流信号输入，12dB 通道增益 99
DR 动态范围，A 加权(2) 宽带模式(3)：IN1x 差分交流耦合输入，–60dBFS 交流信号，0dB 通道增益（以积分法运算至 20kHz，A 加权） 101 dB
宽带模式(3)：IN1x 差分直流耦合输入，–60dBFS 交流信号，0dB 通道增益（以积分法运算至 20kHz，A 加权） 101
DR 动态范围，A 加权(2) Power Tune 模式(4)：IN1x 差分交流耦合输入，–60dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益 101 dB
Power Tune 模式(4)：IN1x 差分直流耦合输入，–60dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益 101
THD+N 总谐波失真(2) IN1x 差分交流耦合输入，–13dBFS 交流信号输入，12dB 通道增益   -95 dB
IN1x 差分直流耦合输入，–13dBFS 交流信号输入，12dB 通道增益   -95
THD+N 总谐波失真(2) IN1x 差分交流耦合输入，–1dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益   -80 -97 dB
IN1x 差分直流耦合输入，–1dBFS 交流信号输入，0dB 通道增益   -94
ADC 其他参数
交流输入阻抗 输入引脚 INxP 或 INxM 34 kΩ
数字音量控制范围 可编程 0.5dB 阶跃 -80 47 dB
输入信号带宽 高达 192KSPS FS 速率 0.46 FS
>192KSPS 90 kHz
输出数据采样速率 可编程 4 768 kHz
输出数据样本字长 可编程 16 32 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）		 1 Hz
PSRR 电源抑制比 100mVPP，AVDD 上 1kHz 正弦信号，选择差分输入，0dB 通道增益 92 dB
CMRR 共模抑制比 差分直流耦合输入，0dB 通道增益，–6dBFS 交流输入，两个引脚上均为 1kHz 信号，并在输出端测量电平 60 dB
麦克风偏置
MICBIAS 噪声 BW = 20Hz 至 20kHz，A 加权，MICBIAS 和 AVSS 之间具有 1μF 电容器 20 µVRMS
MICBIAS 电压 可编程 0.5V 阶跃 3 10 V
MICBIAS 电流驱动 MICBIAS 电压 10V 30 mA
MICBIAS 负载调节 MICBIAS 电压 10V，在达到最大负载时测得 0 1 %
MICBIAS 过流保护阈值 MICBIAS 电压 10V 32 mA
输入诊断
故障监控重复率 可编程直流耦合输入 1 4 8 ms
故障响应时间 故障监控重复率 4ms，直流耦合输入 16 ms
(INxx – AVSS) 输入对地短路的阈值电压 可编程 60mV 阶跃，直流耦合输入 0 900 mV
(INxP – INxM) 输入短接在一起的阈值电压 可编程 30mV 阶跃，直流耦合输入 0 450 mV
(MICBIAS – INxx) 输入短接至 MICBIAS 的阈值电压 可编程 30mV 阶跃，直流耦合输入 0 450 mV
(VBAT – INxx) 输入短接至 VBAT_IN 的阈值电压 可编程 30mV 阶跃，直流耦合输入 0 450 mV
线路输出/耳机回放的 DAC 性能
满量程输出电压 OUTxP 和 OUTxM 之间的差分输出，AVDD=3.3V 2 VRMS
单端输出，AVDD=3.3V 1
OUTxP 和 OUTxM 之间的伪差分输出，AVDD=3.3V 1
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) 差分输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V 106 114 dB
单端输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V 107
伪差分输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V 105
差分输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V，0dBFS 信号，Power Tune 模式(4) 114
单端输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V，Power Tune 模式(4) 103
伪差分输出，0dBFS 信号，AVDD=3.3V，Power Tune 模式(4) 105
DR 动态范围，A 加权(2) 差分输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V 106 114 dB
单端输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V 107
伪差分输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V 106
差分输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V，0dBFS 信号，Power Tune 模式(4) 114
单端输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V，Power Tune 模式(4) 104
伪差分输出，-60dBFS 信号，AVDD=3.3V，Power Tune 模式(4) 105
THD+N 总谐波失真(2) 差分输出，-1dBFS，AVDD = 3.3V -80 -96 dB
单端输出，-1dBFS，AVDD = 3.3V -94
伪差分输出，-1dBFS，AVDD = 3.3V -93
耳机负载范围 单端 4 16 600 Ω
耳机/线路输出电容负载 单端 0 2 nF
线路输出负载范围 单端 600 Ω
DAC 通道其他参数
输出偏移 0 输入，差分线路输出 ±0.5 mV
输出共模 OUTxP 和 OUTxM 的共模电平 1.65 V
共模误差 共模电压下的直流误差 ±20 mV
输出信号带宽 高达 192KSPS FS 速率 0.46 FS
>192KSPS 90 kHz
输入数据采样速率 可编程 4 768 kHz
输入数据样本字长 可编程 16 32 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）		 1 Hz
PSRR 电源抑制比 100mVPP，AVDD 上 1kHz 正弦信号，选择差分输入，0dB 通道增益 110 dB
静音衰减 -130 dB
Pout 输出电力输送 单端/伪差分，RL=16Ω，THD+N<0.1% 62.5 mW
数字 I/O
VIL 低电平数字输入逻辑电压阈值 除 GPI1A、GPI2A、ADDRA、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 或 1.2V 运行 -0.3 0.35 x IOVDD V
除 GPI1A、GPI2A、ADDRA、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 运行 -0.3 0.8
VIH 高电平数字输入逻辑电压阈值 除 GPI1A、GPI2A、ADDRA、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 或 1.2V 运行 0.65 x IOVDD IOVDD + 0.3 V
除 GPI1A、GPI2A、ADDRA、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 运行 2 IOVDD + 0.3
VOL 低电平数字输出电压 除 GPO1A、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 1.8V 或 1.2V 运行 0.45 V
除 GPO1A、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 3.3V 运行 0.4
VOH 高电平数字输出电压 除 GPO1A、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = 2mA，IOVDD 1.8V 或 1.2V 运行 IOVDD – 0.45 V
除 GPO1A、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = 2mA，IOVDD 3.3V 运行 2.4
VIL(AVDD) 低电平数字输入逻辑电压阈值 适用于引脚 GPI1A、GPI2A、ADDRA -0.3 0.35 x AVDD V
VIH(AVDD) 高电平数字输入逻辑电压阈值 适用于引脚 GPI1A、GPI2A、ADDRA 0.65 x AVDD AVDD + 0.3 V
VOL(AVDD) 低电平数字输出电压 适用于 GPO1A 引脚 0.45 V
VOH(AVDD) 高电平数字输出电压 适用于 GPO1A 引脚 AVDD – 0.45 V
VIL(I2C) 低电平数字输入逻辑电压阈值 SDA 和 SCL -0.5 0.3 x IOVDD V
VIH(I2C) 高电平数字输入逻辑电压阈值 SDA 和 SCL 0.7 x IOVDD IOVDD + 0.5 V
VOL1(I2C) 低电平数字输出电压 SDA，IOL(I2C) = –3mA，IOVDD = 3.3V 0.4 V
VOL2(I2C) 低电平数字输出电压 SDA，IOL(I2C) = –2mA，IOVDD = 1.8V 或 1.2V 0.2 x IOVDD V
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 3 mA
SDA，VOL(I2C) = 0.4V，快速+ 模式 20
IIL 数字输入的输入逻辑低电平漏电流 所有数字引脚，输入 = 0V -5 0.1 5 µA
IIH 数字输入的输入逻辑高电平漏电流 所有数字引脚，输入 = IOVDD -5 0.1 5 µA
CIN 数字输入的输入电容 所有数字引脚 5 pF
RPD 置位时数字 I/O 引脚的下拉电阻 20 kΩ
典型电源电流消耗
IAVDD 睡眠模式（软件关断模式）下的电流消耗 所有器件外部时钟停止 9 µA
IBSTVDD 或 IHVDD 0.01
IIOVDD 1
IAVDD MICBIAS 开启、MICBIAS 电压 10V、30mA 负载、ADC 关闭时的电流消耗 fS = 48kHz，BCLK = 256 x fS 1.6 mA
IBSTVDD 13.9
IIOVDD 0.02
IAVDD ADC 1 通道在 MICBIAS 关闭、PLL 开启的情况下运行时的电流消耗 fS = 16kHz，BCLK = 512 × fS 6.5 mA
IIOVDD 0.1
IAVDD ADC 1 通道在 MICBIAS 开启、PLL 关闭的情况下运行时的电流消耗 fS = 48kHz，BCLK = 512 × fS 4.5 mA
IBSTVDD 或 IHVDD 13.5
IIOVDD 0.2
IAVDD DAC 至 HP 1 通道在 MICBIAS 关闭、PLL 开启的情况下运行时的电流消耗 fS = 16kHz，BCLK = 512 × fS 12 mA
IIOVDD 0.02
IAVDD DAC 至 HP 1 通道在 MICBIAS 关闭、PLL 开启的情况下运行时的电流消耗 fS = 48kHz，BCLK = 512 × fS 10 mA
IIOVDD 0.04
IAVDD ADC 1 通道和 DAC 至 HP 2 通道在 MICBIAS 关闭、PLL 关闭的情况下运行时的电流消耗 fS = 48kHz，BCLK = 512 × fS 17.5 mA
IBSTVDD 或 IHVDD 13.5 mA
IIOVDD 0.2 mA
(1) 在 1kHz 满标量程正弦波输入时的输出电平与交流信号输入对地短路（或无发生器信号输入）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，会导致比“电气特性”中所示更高的 THD+D 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，但会影响动态规格值。
(3) 对于宽带模式，ADC_CHx_BW_MODE = 1'b1
(4) 对于 Power Tune 模式，PWR_TUNE_CFG0 = 0xD4、PWR_TUNE_CFG1 = 0x86 且 PLL_DIS = 1'b1