ZHCSXB7 November   2024 TAA3020

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：TDM、I2S 或 LJ 接口
    9. 5.9  开关特性：TDM、I2S 或 LJ 接口
    10. 5.10 时序要求：PDM 数字麦克风接口
    11. 5.11 开关特性：PDM 数字麦克风接口
    12. 5.12 时序图
  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  可编程麦克风偏置
      6. 6.3.6  信号链处理
        1. 6.3.6.1 可编程通道增益和数字音量控制
        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：7.35kHz 至 8kHz
            2. 6.3.6.7.1.2 采样速率：14.7kHz 至 16kHz
            3. 6.3.6.7.1.3 采样速率：22.05kHz 至 24kHz
            4. 6.3.6.7.1.4 采样速率：29.4kHz 至 32kHz
            5. 6.3.6.7.1.5 采样速率：44.1kHz 至 48kHz
            6. 6.3.6.7.1.6 采样速率：88.2kHz 至 96kHz
            7. 6.3.6.7.1.7 采样速率：176.4kHz 至 192kHz
            8. 6.3.6.7.1.8 采样速率：352.8kHz 至 384kHz
            9. 6.3.6.7.1.9 采样速率：705.6kHz 至 768kHz
          2. 6.3.6.7.2 低延迟滤波器
            1. 6.3.6.7.2.1 采样速率：14.7kHz 至 16kHz
            2. 6.3.6.7.2.2 采样速率：22.05kHz 至 24kHz
            3. 6.3.6.7.2.3 采样速率：29.4kHz 至 32kHz
            4. 6.3.6.7.2.4 采样速率：44.1kHz 至 48kHz
            5. 6.3.6.7.2.5 采样速率：88.2kHz 至 96kHz
            6. 6.3.6.7.2.6 采样速率：176.4kHz 至 192kHz
          3. 6.3.6.7.3 超低延迟滤波器
            1. 6.3.6.7.3.1 采样速率：14.7kHz 至 16kHz
            2. 6.3.6.7.3.2 采样速率：22.05kHz 至 24kHz
            3. 6.3.6.7.3.3 采样速率：29.4kHz 至 32kHz
            4. 6.3.6.7.3.4 采样速率：44.1kHz 至 48kHz
            5. 6.3.6.7.3.5 采样速率：88.2kHz 至 96kHz
            6. 6.3.6.7.3.6 采样速率：176.4kHz 至 192kHz
            7. 6.3.6.7.3.7 采样速率：352.8kHz 至 384kHz
      7. 6.3.7  自动增益控制器 (AGC)
      8. 6.3.8  语音活动检测 (VAD)
      9. 6.3.9  数字 PDM 麦克风录音通道
      10. 6.3.10 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 睡眠模式或软件关断
      2. 6.4.2 工作模式
      3. 6.4.3 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
            1. 6.5.1.1.1.1 I2C 单字节和多字节传输
              1. 6.5.1.1.1.1.1 I2C 单字节写入
              2. 6.5.1.1.1.1.2 I2C 多字节写入
              3. 6.5.1.1.1.1.3 I2C 单字节读取
              4. 6.5.1.1.1.1.4 I2C 多字节读取
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 器件配置寄存器
    2. 7.2 Page_0 寄存器
    3. 7.3 Page_1 寄存器
    4. 7.4 可编程系数寄存器
      1. 7.4.1 可编程系数寄存器：第 2 页
      2. 7.4.2 可编程系数寄存器：第 3 页
      3. 7.4.3 可编程系数寄存器：第 4 页
  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 双通道模拟麦克风录音
        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
      2. 8.2.2 四通道数字 PDM 麦克风录音
        1. 8.2.2.1 设计要求
        2. 8.2.2.2 详细设计过程
          1. 8.2.2.2.1 EVM 设置的器件寄存器配置脚本示例
    3. 8.3 应做事项和禁止事项
    4. 8.4 电源相关建议
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
      2. 8.5.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
    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
    1. 11.1 封装选项附录
    2. 11.2 卷带包装信息

5.5 电气特性

TA = 25°C、AVDD = 3.3V、IOVDD = 3.3V、fIN = 1kHz 正弦信号、fS = 48kHz、32 位音频数据、BCLK = 256 × fS、TDM 从模式且 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
ADC 配置
交流输入阻抗 输入引脚 INxP 或 INxM，10kΩ 输入阻抗选择 10 kΩ
输入引脚 INxP 或 INxM，20kΩ 输入阻抗选择 20
通道增益范围 可编程范围，步长为 0.5dB 0 42 dB
线路/麦克风输入录音的 ADC 性能：AVDD 3.3V 运行电压
差分输入满量程交流信号电压 交流耦合输入 2 VRMS
单端输入满量程交流信号电压 交流耦合输入 1 VRMS
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) 选择 IN1 差分输入且交流信号对地短路，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 98 104 dB
选择 IN1 差分输入且交流信号对地短路，10kΩ 输入阻抗选择，12dB 通道增益 98
DR 动态范围，A 加权(2) 选择 IN1 差分输入和 –60dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 104 dB
选择 IN1 差分输入和 –72dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，12dB 通道增益 98
THD+N 总谐波失真(2)(3) 选择 IN1 差分输入和 –1dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 -95 -80 dB
选择 IN1 差分输入和 –13dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，12dB 通道增益 -93
线路/麦克风输入录音的 ADC 性能：AVDD 1.8V 运行电压
差分输入满量程交流信号电压 交流耦合输入 1 VRMS
单端输入满量程交流信号电压 交流耦合输入 0.5 VRMS
SNR 信噪比，A 加权(1)(2) 选择 IN1 差分输入且交流信号对地短路，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 98 dB
DR 动态范围，A 加权(2) 选择 IN1 差分输入和 –60dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 99 dB
THD+N 总谐波失真(2)(3) 选择 IN1 差分输入和 –2dB 满量程交流信号输入，10kΩ 输入阻抗选择，0dB 通道增益 -90 dB
ADC 其他参数
数字音量控制范围 可编程 0.5dB 阶跃 -100 27 dB
输出数据采样速率 可编程 7.35 768 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）		 12 Hz
通道间隔离 –1dB 满量程交流信号输入至非测量通道 -124 dB
通道间增益不匹配 –6dB 满量程交流信号输入和 0dB 通道增益 0.1 dB
增益漂移(4) 0dB 通道增益，在 -40°C 至 105°C 的温度范围 36.8 ppm/°C
通道间相位不匹配 1kHz 正弦信号 0.02 度
相位漂移(5) 1kHz 正弦信号，在 -40°C 至 105°C 的温度范围内 0.0005 度/°C
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 102 dB
CMRR 共模抑制比 选择差分麦克风输入，0dB 通道增益，100mVPP、两个引脚上都为 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 2.1 µVRMS
MICBIAS 电压 MICBIAS 编程为 VREF，VREF 编程为 2.75V、2.5V 或 1.375V VREF V
MICBIAS 编程为 VREF × 1.096，VREF 编程为 2.75V、2.5V 或 1.375V VREF × 1.096
通过 5mA 负载旁路至 AVDD AVDD – 0.2
MICBIAS 电流驱动 5 mA
MICBIAS 负载调节 MICBIAS 编程为 VREF 或 VREF× 1.096，最高在最大负载下测量 0 0.6 1 %
MICBIAS 过流保护阈值 6.1 mA
数字 I/O
VIL 低电平数字输入逻辑电压阈值 除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 工作电压 -0.3 0.35 × IOVDD V
除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 工作电压 -0.3 0.8
VIH 高电平数字输入逻辑电压阈值 除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 1.8V 工作电压 0.65 × IOVDD IOVDD + 0.3 V
除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOVDD 3.3V 工作电压 2 IOVDD + 0.3
VOL 低电平数字输出电压 除 IN2M_GPO1、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 1.8V 工作电压 0.45 V
除 IN2M_GPO1、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOL = –2mA，IOVDD 3.3V 工作电压 0.4
VOH 高电平数字输出电压 除 IN2M_GPO1、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = 2mA，IOVDD 1.8V 工作电压 IOVDD – 0.45 V
除 IN2M_GPO1、SDA 和 SCL 以外的所有数字引脚，IOH = 2mA，IOVDD 3.3V 工作电压 2.4
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 > 2V 0.4 V
VOL2(I2C) 低电平数字输出电压 SDA，IOL(I2C) = –2mA，IOVDD ≤ 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
IIH 数字输入的输入逻辑高电平漏电流 除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 引脚以外的所有数字引脚，输入 = IOVDD -5 0.1 5 µA
IIL 数字输入的输入逻辑低电平漏电流 除 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 引脚以外的所有数字引脚，输入 = 0V -5 0.1 5 µA
VIL(GPIx) 低电平数字输入逻辑电压阈值 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，AVDD 1.8V 运行电压 -0.3 0.35 × AVDD V
IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，AVDD 3.3V 运行电压 -0.3 0.8
VIH(GPIx) 高电平数字输入逻辑电压阈值 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，AVDD 1.8V 运行电压 0.65 × AVDD AVDD + 0.3 V
IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，AVDD 3.3V 运行电压 2 AVDD + 0.3
VOL(GPOx) 低电平数字输出电压 IN2M_GPO2 数字引脚，IOL = –2mA，AVDD 1.8V 运行 0.45 V
IN2M_GPO2 数字引脚，IOL = –2mA，AVDD 3.3V 运行 0.4
VOH(GPOx) 高电平数字输出电压 IN2M_GPO2 数字引脚，IOH = 2mA，AVDD 1.8V 运行 AVDD – 0.45 V
IN2M_GPO2 数字引脚，IOH = 2mA，AVDD 3.3V 运行 2.4
IIH(GPIx) 数字输入的输入逻辑高电平漏电流 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，输入 = AVDD -5 0.1 5 µA
IIL(GPIx) 数字输入的输入逻辑高电平漏电流 IN2P_GPI1 和 MICBIAS_GPI2 数字引脚，输入 = 0V -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 所有外部时钟均停止，AVDD = 3.3V，内部 AREG 5 µA
IAVDD 所有外部时钟均停止，AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD） 10
IIOVDD 所有外部时钟均停止，IOVDD = 3.3V 0.5
IIOVDD 所有外部时钟均停止，IOVDD = 1.8V 0.5
IAVDD ADC 2 通道在 fS 48kHz、PLL 关闭且 BCLK = 512 ×fS 时的电流消耗 AVDD = 3.3V，内部 AREG 11.1 mA
IAVDD AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD） 10.5
IIOVDD IOVDD = 3.3V 0.1
IIOVDD IOVDD = 1.8V 0.05
IAVDD ADC 2 通道在 fS 16kHz、PLL 开启且 BCLK = 256 ×fS 时的电流消耗 AVDD = 3.3V，内部 AREG 11.3 mA
IAVDD AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD） 10.6
IIOVDD IOVDD = 3.3V 0.05
IIOVDD IOVDD = 1.8V 0.02
IAVDD ADC 2 通道在 fS 48kHz、PLL 开启且 BCLK = 256 ×fS 时的电流消耗 AVDD = 3.3V，内部 AREG 12.2 mA
IAVDD AVDD = 1.8V，外部 AREG 电源（AREG 短接至 AVDD） 11.6
IIOVDD IOVDD = 3.3V 0.1
IIOVDD IOVDD = 1.8V 0.05
(1) 在 1kHz 满量程正弦波输入时的输出电平与交流信号输入对地短路时的输出电平之比，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) 为了获得出色的失真性能，请使用具有低电压系数的输入交流耦合电容器。
(4) 增益漂移 = 增益变化（在温度范围内）/典型增益值（室温下的增益）/温度范围 × 106，增益以线性标度测量。
(5) 相位漂移 = 相位偏差（在温度范围内）/（温度范围）。