AK4616VQ

[AK4616]
AK4616
24bit 3ch/5ch Audio CODEC with Mic Amplifier
概
要
AK4616は3ch ADCと5ch DACを内蔵する24bit オーディオCODECです。アナログ入力は差動/シングル
エンドに対応した入力セレクタ付きステレオADCに加え、ガイダンス音声等の入力用モノラルADCを内
蔵します。ディジタルボリュームを内蔵した高特性な5chDACは105dBのダイナミックレンジを実現し
シングルエンドでアナログ出力されます。Audio DSP と組み合わせることで、カーオーディオシステム
を容易に構成することができます。48ピンLQFPパッケージに実装され、基板スペースを削減します。
特
長

 2ch ADC
- サンプリング周波数: 8kHz~48kHz
- 4 System in / 1 out (差動x3, シングルエンドx1)
- ADC S/N: 99dB, S/ (N+D): 88dB
- I/Fフォーマット: 前詰め, I2S or TDM
 1ch ADC モノラルオーディオ入力用
- サンプリング周波数: 8kHz~48kHz
- ADC S/N: 97dB, S/ (N+D): 87dB
- I/Fフォーマット: 前詰め, I2S or TDM
 4ch DAC
- サンプリング周波数: 8kHz~48kHz
- DAC S/N: 105dB, S/ (N+D): 95dB
- I/Fフォーマット: 前詰め, 後詰め (16bit, 20bit, 24bit), I2S or TDM
 モノラルDAC
- サンプリング周波数: 8kHz~48kHz
- DAC S/N: 107dB, S/ (N+D): 100dB
- I/Fフォーマット: 前詰め, 後詰め (16bit, 20bit, 24bit), I2S or TDM
 マイクインタフェース
- 差動入力
- プログラマバル ゲイン (+33dB ~ +15dB and 0dB, 3dB step)
- 低ノイズ マイクバイアス
 ディジタルプロセス
- DAC チャンネル独立ディジタルボリューム (0dB ~ -127dB, 0.5dB step)
- モノラルオーディオ入力ミキシング、ADC チャンネル独立ディジタルボリューム
(0dB~-127dB, 0.5dB step)
- ソフトミュート
 マスタクロック
- 256fs, 384fs, 512fs
 μPインタフェース: I2C-slave
 電源電圧
- アナログ電源: A3V31,A3V32 = 3.0V ~ 3.6V (typ.3.3V)
- ディジタル電源1: D3V3 = 3.0V ~ 3.6V (typ.3.3V)
- ディジタル電源2: D1V8 = 1.7  1.9V (typ.1.8V)
 動作温度: -40C ~ 85C
 パッケージ: 48-pin LQFP
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[AK4616]
■ ブロック図
VSS1 D3V3 D1V8 VSS4
MPRF VCOM VSS2 A3V31
PMMB
PDN
MICBIAS
MIC Power
Supply
PMADC
MIN/MINP
MONO
ADC
MINN
AIN1LP
AIN1LN
AIN2LP
AIN2LN
AIN3LP
AIN3LN
AIN4L
+
AIN1RP
AIN1RN
AIN2RP
AIN2RN
AIN3RP
AIN3RN
+
μP I2C
Interface
D
V
O
L
SDA
-
+
-
SDTO2
TDM
Serial
Interface
+
-
ADCL
ADCR
-
D
V
O
L
SDTO1
+
-
+
-
AIN4R
PCM
Interface
PMDAC
PMDA3
AOUT3P
SCL
+
MONO
DAC
AOUT3N
LRCK
BICK
MCLK
D
V
O
L
DOUT3(Monaural)
PMDA2
AOUT2L
DAC2L
AOUT2R
DAC2R
D
V
O
L
TDM
Serial
DOUT2L/R Interface
Line Out
PMDA1
AOUT1L
AOUT1R
DAC1L
DAC1R
D
V
O
L
SDTI3
SDTI2
SDTI1
DOUT1L/R
D
V
O
L
DOUT4(Monaural)
VSS3 A3V32 VREFH2
Figure 1. ブロック図
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[AK4616]
■ オーダリングガイド
-40  +85C
評価ボード
AK4616VQ
AKD4616
48pin LQFP(0.5mm pitch)
AOUT1R
AOUT2L
AOUT2R
TST2
MIN/MINP
MINN
MICBIAS
MPRF
VCOM
AIN4L
AIN4R
TST1
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
■ ピン配置
AOUT1L
37
24
A3V31
AOUT3N
38
23
VSS2
AOUT3P
39
22
AIN1LN
VSS3
40
21
AIN1LP
A3V32
41
20
AIN1RN
VREFH2
42
19
AIN1RP
TST3
43
18
AIN2LN
17
AIN2LP
AK4616VQ
Top View
9
10
11
12
VSS1
AIN3RP
AIN3RN
AIN3LP
D3V3
13
8
48
SDTO2
SCL
7
AIN3LN
SDTO1
14
6
47
BICK
PDN
5
AIN2RP
MCLK
15
4
46
LRCK
D1V8
3
AIN2RN
SDTI2
16
2
45
SDTI1
VSS4
1
44
SDA
SDTI3
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[AK4616]
ピン／機能
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Pin Name
SDA
SDTI1
SDTI2
LRCK
MCLK
BICK
SDTO1
SDTO2
D3V3
VSS1
AIN3RP
AIN3RN
AIN3LP
AIN3LN
AIN2RP
AIN2RN
AIN2LP
AIN2LN
AIN1RP
AIN1RN
AIN1LP
AIN1LN
VSS2
A3V31
TST1
AIN4R
AIN4L
VCOM
I/O
I/O
I
I
I
I
I
O
O
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
O
Function
Control Data Input Pin
Audio Serial Data Input 1 Pin
Audio Serial Data Input 2 Pin
Input Channel Clock Pin
External Master Clock Input Pin
Audio Serial Data Clock Pin
Audio Serial Data Output 1 Pin
Audio Serial Data Output 2 Pin
Digital Power Supply Pin, 3.0V3.6V
Ground Pin, 0V
Rch Analog Positive Input 3 Pin
Rch Analog Negative Input 3 Pin
Lch Analog Positive Input 3 Pin
Lch Analog Negative Input 3 Pin
Rch Analog Positive Input 2 Pin
Rch Analog Negative Input 2 Pin
Lch Analog Positive Input 2 Pin
Lch Analog Negative Input 2 Pin
Rch Analog Positive Input 1 Pin
Rch Analog Negative Input 1 Pin
Lch Analog Positive Input 1 Pin
Lch Analog Negative Input 1 Pin
Ground Pin, 0V
Analog Power Supply Pin, 3.0V3.6V
This pin must be connected to A3V31 pin.
Rch Analog Input 4 Pin
Lch Analog Input 4 Pin
Common Voltage Output Pin, A3V31x1/2
28
Large external capacitor around 1µF is used to reduce power-supply noise.
Output Pin for Ripple Filter of MICBIAS Circuit
29 MPRF
O
Connect 1.0μF capacitor to VSS2. Outputs A3V31 during initial reset.
30 MICBIAS
O Microphone bias. Outputs Hi-Z during initial reset.
31 MINN
I
Microphone Negative input pin (MDIF bit = “1”)
MIN
I
Single-ended Analog Input pin (MDIF bit = “0”)
32
MINP
I
Microphone Positive input pin (MDIF bit = “1”)
33 TST2
This pin must be connected to VSS3 pin.
34 AOUT2R
O Rch Analog Output 2 Pin
35 AOUT2L
O Lch Analog Output 2 Pin
36 AOUT1R
O Rch Analog Output 1 Pin
37 AOUT1L
O Lch Analog Output 1 Pin
38 AOUT3N
O Analog Negative Output 3 Pin
39 AOUT3P
O Analog Positive Output 3 Pin
40 VSS3
Ground Pin, 0V
41 A3V32
Analog Power Supply Pin, 3.0V3.6V
42 VREFH2
I
Positive Voltage Reference Input Pin, AVDD2
43 TST3
This pin must be connected to VSS4 pin.
44 SDTI3
I
Audio Serial Data Input 3 Pin
45 VSS4
Ground Pin, 0V
46 D1V8
Digital Power Supply Pin, 1.7V1.9V
PDN
I
Power-Down & Reset Pin
47
When “L”, the AK4616 is powered-down and the control registers are reset to default state.
48 SCL
I
Control Data Clock Pin
Note 1. 全てのディジタル入力ピンはフローティングにしないで下さい。
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[AK4616]
■ 使用しないピンの処理について
使用しない入出力ピンは下記の設定を行い、適切に処理して下さい。
Classification
Analog
Digital
Pin Name
AIN3RP, AIN3RN, AIN3LP, AIN3LN, AIN2RP, AIN2RN,
AIN2LP, AIN2LN, AIN1RP, AIN1RN, AIN1LP, AIN1LN,
AIN4R, AIN4L, MINN, MIN/MINP,
MPRF, MICBIAS, AOUT2R, AOUT2L, AOUT1R,
AOUT1L, AOUT3N, AOUT3P
SDA, SDTI1, SDTI2, SDTI3, SCL
Setting
SDTO1, SDTO2,
オープン
オープン
オープン
VSS1に接続
絶対最大定格
(VSS1 ~ 4 = 0V; Note 2)
Parameter
Symbol
min
max
Power Supplies
Analog
A3V31, A3V32
-0.3
6.0
Digital1
D3V3
-0.3
6.0
Digital2
D1V8
-0.3
2.5
Input Current (any pins except for supplies)
IIN
10
Analog Input Voltage
VINA
-0.3
A3V31+0.3
Digital Input Voltage
(MCLK, LRCK, BICK, SDTI1-3, PDN, SCL,
VIND
-0.3
D3V3+0.3
and SDA pins)
Ambient Temperature (power applied)(Note 3)
Ta
-40
85
Storage Temperature
Tstg
-65
150
Note 2. 電圧はすべてグランドに対する値です。VSS1 ~ 4 はアナロググランドに接続して下さい。
Note 3. 実装されるプリント基板の配線密度100%以上の場合です。
注意:
Unit
V
V
V
mA
V
V
C
C
この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。
また通常の動作は保証されません。
推奨動作条件
(VSS1 ~ 4 = 0V; Note 2)
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Power Supplies Analog
A3V31, A3V32
3.0
3.3
3.6
V
(Note 4)
Digital1
D3V3
3.0
3.3
3.6
V
Digital2
D1V8
1.7
1.8
1.9
V
Difference
A3V31, A3V32 – D3V3
-0.1
0
+0.1
V
Note 4. A3V31, A3V32, D3V3, D1V8の立ち上げシーケンスを考える必要はありません。各電源はPDN pin = “L”
の状態で立ち上げ、全ての電源が立ち上がった後、PDN pin =“H” としてください。また、AK4616で
は全ての電源をONしてください。一部の電源のみOFFすることはできません。（電源OFFとは電源を
グランドと同電位にするか、あるいはフローティングにすることです。）
I2Cバスと接続して使う場合、周辺デバイスが電源ONの状態でAK4616のみをOFFにしないでくださ
い。A3V31, A3V32は同じ電源に接続してください。
注意:
本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任負いかねますので
十分ご注意下さい。
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[AK4616]
アナログ特性
(Ta=25ºC; A3V31, A3V32=D3V3=3.3V, D1V8=1.8V, VSS1 ~ 4 =0V, BICK=64fs; Signal frequency 1kHz;
Measurement frequency = 20Hz~20kHz @fs=48kHz; Unless otherwise specified.)
MIC AMP
min
typ
max
Input Resistance
40
Gain
MGAIN[2:0]bits=0h
0
MGAIN[2:0]bits=1h
15
MGAIN[2:0]bits=2h
18
MGAIN[2:0]bits=3h
21
MGAIN[2:0]bits=4h
24
MGAIN[2:0]bits=5h
27
MGAIN[2:0]bits=6h
30
MGAIN[2:0]bits=7h
33
MIC BIAS
Bias Output Voltage
Load current = 0mA
2.46
Load current = 1mA
2.32
Load Resistance
2
Load Capacitance
30
Stereo ADC Analog Input Characteristics
Resolution
24
S/(N+D)
(-1dBFS, Differential inputs)
80
88
DR
(-60dBFS with A-weighted, Differential inputs)
89
99
S/N
(A-weighted, Differential inputs)
89
99
Interchannel Isolation
110
Interchannel Gain Mismatch
0
0.5
Gain Drift
20
Input Voltage
Single-ended (AIN=0.81x AVDD1)
2.40
2.67
2.94
Differential (AIN=±0.81x AVDD1)
±2.40
±2.67
2.94
Input Resistance
40
Power Supply Rejection
(Note 5)
70
Monaural ADC Analog Input Characteristics (Single-ended inputs)
Resolution
24
MGAIN[2:0]bits=0h(0dB)
S/(N+D)
(-1dBFS)
87
MGAIN[2:0]bits=3h(+21dB)
80
DR (-60dBFS with A-weighted) MGAIN[2:0]bits=0h(0dB)
97
MGAIN[2:0]bits=3h(+21dB)
85
S/N
(A-weighted) MGAIN[2:0]bits=0h(0dB)
97
MGAIN[2:0]bits=3h(+21dB)
85
Gain Drift
20
Input Voltage
Single-ended (AIN=0.81x AVDD1)
2.67
Differential (AIN=±0.81x AVDD1)
±2.67
Power Supply Rejection
(Note 5)
70
DAC1, 2 Analog Output Characteristics (Single-ended outputs)
Resolution
24
S/(N+D)
(0dBFS)
85
95
DR
(-60dBFS with A-weighted)
100
105
S/N
(A-weighted) (Note 6)
100
105
Interchannel Isolation
100
Interchannel Gain Mismatch (Note 7)
0
0.7
Gain Drift
20
Output Voltage
AOUT=0.61x VREFH2
1.80
2.00
2.20
Load Resistance
(AC Load)
5
Load Capacitance
30
Power Supply Rejection (Note 5)
70
MS1437-J-06
Unit
k
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
V
V
k
pF
Bits
dB
dB
dB
dB
dB
ppm/C
Vpp
Vpp
k
dB
Bits
dB
dB
dB
dB
dB
dB
ppm/C
Vpp
Vpp
dB
Bits
dB
dB
dB
dB
dB
ppm/C
Vpp
k
pF
dB
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-6-
[AK4616]
DAC3 Analog Output Characteristics (Differential outputs)
Resolution
S/(N+D)
(0dBFS)
DR
(-60dBFS with A-weighted)
S/N
(A-weighted)
Gain Drift
Output Voltage
AOUT=0.62x VREFH2
Load Resistance
(AC Load)
Load Capacitance
Power Supply Rejection (Note 5)
24
100
100
107
107
20
±2.06
-
5
30
70
Bits
dB
dB
dB
ppm/C
Vpp
k
pF
dB
Note 5. VREFH2を+3.3Vに固定して、A3V31, A3V32, D3V3に1kHz, 50mVppの正弦波を重畳した場合。
Note 6. 22Hz~22kHz でのCCIR468-Un-weighted データは 102.2dB(typ)です。σ = 0.42dB.
Note 7. 全ての出力ピン間での値です。(AOUT1L/R, AOUT2L/R)。
Parameter
min
typ
max
Unit
Power Supplies
Power Supply Current
Normal Operation (PDN pin = “H”)
A3V31+A3V32
22
33
mA
D3V3
1
2
mA
D1V8
3
6
mA
Power-down mode
(PDN pin = “L”) (Note 8)
A3V31+A3V32+D3V3+D1V8
10
200
µA
Note 8. パワーダウンモード。クロックを含む全てのディジタル入力ピンをVSS1に固定した場合の値です。
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-7-
[AK4616]
フィルタ特性(fs=48kHz)
(Ta= -40  +85C; A3V31, A3V32= D3V3=3.0 3.6V, D1V8 =1.7 1.9V)
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
ADC Digital Filter (Decimation LPF):
Passband (Note 9)
PB
0
18.8
kHz
0.16dB
21.1
kHz
0.66dB
21.7
kHz
1.1dB
24.1
kHz
6.9dB
Stopband (Note 9)
SB
28.4
kHz
Passband Ripple
PR
dB
0.1
Stopband Attenuation
SA
73
dB
Group Delay (Note 10)
GD
18.4
1/fs
Group Delay Distortion
0
GD
s
ADC Digital Filter (HPF):
Frequency Response (Note 9)
FR
3.7
Hz
3.0dB
10.9
Hz
0.5dB
24.0
Hz
0.1dB
DAC Digital Filter (LPF):
Passband
(Note 9)
0.06dB
PB
0
21.8
kHz
6.0dB
24.0
kHz
Stopband
(Note 9)
SB
26.2
kHz
Passband Ripple
PR
0.06
dB
Stopband Attenuation
SA
54
dB
Group Delay Distortion
GD
0
s
Group Delay
(Note 10)
GD
23
1/fs
DAC Digital Filter + Analog Filter:
Frequency Response (Note 11) 20kHz
FR
-0.1
dB
Note 9. 各振幅特性の周波数はfs (システムサンプリングレート)に比例します。例えば、fs=48kHz時の場合ADC
の-1.0dBにおけるPassband 0.454  fsです。DACの0.06dBにおけるPassbandは0.45412 x fsです。
Note 10. ディジタルフィルタによる遅延演算で、アナログ信号が入力されてから両チャネルの24bitデータが
ADC出力レジスタにセットされるまでの時間です。DAC部は24bitデータが入力レジスタにセットさ
れてからアナログ信号が出力されるまでの時間です。
Note 11. 1kHzを基準にした値です。
MS1437-J-06
2014/09
-8-
[AK4616]
DC特性
(Ta=-40C+85C; A3V31, A3V32= D3V3=3.0 3.6V;D1V8 =1.71.9V)
Parameter
Symbol
min
High-Level Input Voltage
VIH
70% D3V3
(MCLK, LRCK, BICK, SDTI1-3,
PDN, SCL, SDA pins)
Low-Level Input Voltage
VIL
(MCLK, LRCK, BICK, SDTI1-3,
PDN, SCL, SDA pins)
High-Level Output Voltage
(SDTO1-2 pins:
Iout=-100µA)
Low-Level Output Voltage
(SDTO1-2 pins:
Iout= 100µA)
(SDA pin:
Iout= 3mA)
Input Leakage Current
typ
-
max
-
Unit
V
-
30% D3V3
V
VOH
D3V3-0.5
-
-
V
VOL
VOL
Iin
-
-
0.5
0.4
10
V
V
µA
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2014/09
-9-
[AK4616]
スイッチング特性
(Ta=-40+85C; A3V31, A3V32= D3V3=3.0 3.6V; D1V8=1.7 1.9V; CL=20pF; unless otherwise specified)
Parameter
Symbol
min
typ
max
Master Clock Timing
External Clock
256fs:
fCLK
2.048
12.288
Pulse Width Low
tCLKL
32
Pulse Width High
tCLKH
32
384fs:
fCLK
3.072
18.432
Pulse Width Low
tCLKL
22
Pulse Width High
tCLKH
22
512fs:
fCLK
4.096
24.576
Pulse Width Low
tCLKL
16
Pulse Width High
tCLKH
16
LRCK Timing (Slave mode)
Stereo mode
(TDM bit = “0”)
LRCK frequency
fs
8
48
Duty Cycle
Duty
45
55
TDM256 mode
(TDM bit = “1”)
LRCK frequency
fs
8
48
“H” time
tLRH
1/256fs
“L” time
tLRL
1/256fs
Audio Interface Timing (Slave mode)
Stereo mode (TDM bit = “0”)
BICK Period
tBCK
324
BICK Pulse Width Low
tBCKL
130
Pulse Width High
tBCKH
130
LRCK Edge to BICK “”
(Note 12)
tLRB
20
BICK “” to LRCK Edge
(Note 12)
tBLR
20
LRCK to SDTO(MSB) (Except I2S mode)
tLRS
80
BICK “” to SDTO
tBSD
80
SDTI Hold Time
tSDH
50
SDTI Setup Time
tSDS
50
TDM256 mode
(TDM bit = “1”)
BICK Period
tBCK
81
BICK Pulse Width Low
tBCKL
33
Pulse Width High
tBCKH
33
LRCK Edge to BICK “”
(Note 12)
tLRB
23
BICK “” to LRCK Edge
(Note 12)
tBLR
23
SDTO Setup time BICK “”
tBSS
6
SDTO Hold time BICK “”
tBSH
5
SDTI Hold Time
tSDH
10
SDTI Setup Time
tSDS
10
Note 12. この規格値はLRCKのエッジとBICKの “↑” が重ならないように規定しています。
MS1437-J-06
Unit
MHz
ns
ns
MHz
ns
ns
MHz
ns
ns
kHz
%
kHz
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
2014/09
- 10 -
[AK4616]
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Control Interface Timing (I2C Bus):
SCL Clock Frequency
fSCL
400
kHz
Bus Free Time Between Transmissions
tBUF
1.3
s
Start Condition Hold Time (prior to first clock pulse)
tHD:STA
0.6
s
Clock Low Time
tLOW
1.3
s
Clock High Time
tHIGH
0.6
s
Setup Time for Repeated Start Condition
tSU:STA
0.6
s
SDA Hold Time from SCL Falling
(Note 13)
tHD:DAT
0
s
SDA Setup Time from SCL Rising
tSU:DAT
0.1
s
Rise Time of Both SDA and SCL Lines
tR
1.0
s
Fall Time of Both SDA and SCL Lines
tF
0.3
s
Setup Time for Stop Condition
tSU:STO
0.6
s
Pulse Width of Spike Noise Suppressed by Input Filter
tSP
0
50
ns
Capacitive load on bus
Cb
400
pF
Power-down & Reset Timing
PDN Pulse Width
(Note 14)
tPD
150
ns
PDN “” to SDTO valid
(Note 15)
tPDV
1059
1/fs
Note 13. データは最低300ns (SCLの立ち下がり時間)の間保持されなければなりません。
Note 14. 電源投入時はPDN pin を“L” にすることでリセットがかかります。150ns以上のPDN pin = “L”パルス
でリセットがかかります。30ns以下のPDN pin= “L”パルスではリセットはかかりません。
Note 15. 内部パワーダウンが解除されてからのLRCKの立ち上がりの回数です。内部パワーダウンはダミーコ
マンド入力の後、解除されます。
Note 16. I2C-busはNXP B.V.の商標です。
MS1437-J-06
2014/09
- 11 -
[AK4616]
■ タイミング波形
1/fCLK
VIH
MCKI
VIL
tCLKH
tCLKL
1/fsn, 1/fsd, 1/fsq
VIH
LRCK
VIL
tdLRKH
tdLRKL
Duty
= tdLRKH (or tdLRKL) x fs x 100
tBCK
VIH
BICK
VIL
tBCKH
tBCKL
Figure 2. クロックタイミング (TDM bit = “0” & Slave mode)
1/fCLK
VIH
MCKI
VIL
tCLKH
tCLKL
1/fs
VIH
LRCK
VIL
tLRH
tLRL
tBCK
VIH
BICK
VIL
tBCKH
tBCKL
Figure 3. クロックタイミング (Except TDM bit = “0” & Slave mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 12 -
[AK4616]
VIH
LRCK
VIL
tBLR
tLRB
VIH
BICK
VIL
tLRS
tBSD
SDTO
50%D3V3
tSDS
tSDH
VIH
SDTI
VIL
Figure 4. オーディオインタフェースタイミング (TDM bit = “0” & Slave mode)
VIH
LRCK
VIL
tBLR
tLRB
VIH
BICK
VIL
tBSH
tBSS
SDTO
50%D3V3
tSDS
tSDH
VIH
SDTI
VIL
Figure 5. オーディオインタフェースタイミング (Except TDM bit = “0” & Slave mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 13 -
[AK4616]
VIH
SDA
VIL
tLOW
tBUF
tR
tHIGH
tF
tSP
VIH
SCL
VIL
tHD:STA
Stop
tHD:DAT
tSU:DAT
tSU:STA
tSU:STO
Start
Stop
Start
Figure 6. I2Cバスタイミング
tPD
VIH
PDN
VIL
tPDV
SDTO
50%D3V3
Figure 7. パワーダウン＆リセットタイミング
MS1437-J-06
2014/09
- 14 -
[AK4616]
動作説明
■ システムクロック
スレーブモード時に必要なクロックは、MCLK, LRCK, BICK です。MCLKとLRCKは同期する必要はありま
すが位相を合わせる必要はありません。電源ON等のリセット解除時(PDN pin = “”) はMCLK, LRCK, BICKが
入力されるまでパワーダウン状態になります。クロックが変更された場合は、PDN pin = “L” でAK4616をリ
セットしてください。
LRCK
fs
8.0kHz
16.0kHz
32.0kHz
44.1kHz
48.0kHz
256fs
2.0480
4.0960
8.1920
11.2896
12.2880
MCLK (MHz)
384fs
3.0720
6.1440
12.2880
16.9344
18.4320
512fs
4.0960
8.1920
16.3840
22.5792
24.5760
BICK (MHz)
64fs
0.5120
1.0240
2.0480
2.8224
3.0720
Table 1. システムクロック例
■ 入力セレクタ
AK4616はADCの4chステレオ入力セレクタ、モノラルADCミキシングスイッチ、DAC1/2 入力セレクタを内
蔵します。ADC用の入力セレクタは4:1でAIN1-0 bits (Table 2)で設定します。モノラルADC とミキシングスイ
ッチはMOMIX bit で設定します (Table 3)。 ADCとモノラルADCのミキシング信号が0dBを超えると出力はフ
ルスケールでクリップします。このクリッピングを避けるためにADCまたはモノラルADCのボリュームを調
整してください。DAC1, DAC2の入力セレクタはDACIN bitで設定します (Table 4)。
AIN1 bit
0
0
1
1
AIN0 bit
Input Selector
0
AIN1L /AIN1R
1
AIN2L /AIN2R
0
AIN3L /AIN3R
1
AIN4L /AIN4R
Table 2. ADC入力セレクタ
(default)
MOMIX bit
Monaural ADC mixing
0
Off
(default)
1
On
Table 3. ADC & モノラルADC ミキシングスイッチ
DACIN bit
Input Selector
0
ADC
1
DOUT L/R
Table 4. DAC1/DAC2 入力セレクタ
(default)
* DACIN bit = “0”の時、ADCの出力は DACのディジタル入力に接続されます。この場合、SDTI1-2 pinsの
入力データは無視されます。 ループバックモードでのSDTOオーディオフォーマットはループバックモ
ード0/1/2/3 の時モード3で、ループバックモード4の時モード4になります (Table 5)。 TDM mode では
DACIN bitを “1” に設定してください。
MS1437-J-06
2014/09
- 15 -
[AK4616]
[入力セレクタ切り替えシーケンス]
スイッチングノイズを避けるためミュート機能をONにしてからADC入力セレクタの切り替えを行ってくだ
さい (SADATL/R7-0 bits)。 (Figure 8)
1. チャネル切り替えの前に、ミュートをかける
2. チャネル切り替えを行う。
3. ミュートを解除する。
SADATL/R7-0 bits
FFH (Mute)
Don’t Care
0dB
(1)
(1)
Attenuation Level
Don’t Care
(2)
-
Channel
LIN1/RIN1
LIN2/RIN2
Figure 8. 入力チャンネル切り替えシーケンス例
Note:
(1) ADATS1-0 bitsで設定したサイクルで までアテネーションされます。 (Table 11)
(2) チャネル切り替えを行う場合には、(2)の区間内にチャネル切り替えを行って下さい。(2)の区間は
チャネル間のDC差を吸収する必要があるため、200ms程度を要します。
スイッチングノイズを避けるためモノラルADC出力をミュートしてからADCミキシングスイッチの切り替
えを行ってください (MADAT7-0 bits)。 (Figure 9)
1. チャネル切り替えの前に、ミュートをかける
2. チャネル切り替えを行う。
3. ミュートを解除する。
MADAT7-0 bits
FFH (Mute)
Don’t Care
0dB
(1)
Don’t Care
(1)
Attenuation Level
-
State of mixing switch
OFF
ON
Figure 9. 入力チャンネル切り替えシーケンス例
Note:
(1) ADATS1-0 bitsで設定したサイクルでまでアテネーションされます。 (Table 11)
MS1437-J-06
2014/09
- 16 -
[AK4616]
スイッチングノイズを避けるためミュート機能をONにしてからDAC1、DAC2の入力セレクタの切り替えを行
ってください (DAATS1-0 bits)。(Figure 10)
1. チャネル切り替えの前に、ミュートをかける
2. チャネル切り替えを行う。
3. ミュートを解除する。
SMUTE bit
0dB
(1)
(1)
Attenuation Level
(2)
-
Channel
ADC
DOUTL/R
Figure 10. Input channel switching sequence example
Note:
(1) DAATS1-0 bitsで設定されたサイクルでまでアテネーションされます。 (Table 10)
(2) チャネル切り替えを行う場合には、(2)の区間内にチャネル切り替えを行って下さい。(2)の区間は
チャネル間のDC差を吸収する必要があるため、200ms程度を要します。
MS1437-J-06
2014/09
- 17 -
[AK4616]
■ ディジタルHPF
ADCはDCオフセットキャンセルのためにディジタルHPFを内蔵します。 HPFのカットオフ周波数は、
fs=48kHzの時 3.7Hzでサンプリングレート(fs) に比例します。
■ オーディオインタフェースフォーマット
(1) Stereo Mode
TDM bit =“0”のとき、10種類のデータフォーマット(Table 5)がDIF2-0 bitで選択できます。全モードともMSB
ファースト、2’sコンプリメントのデータフォーマットで、SDTO1-2 はBICKの立ち下がりで出力され、SDTI1-3
はBICKの立ち上がりでラッチされます。
SDTI pinの入力フォーマットのうち、mode 2/3/4/7/8/9を16  20 bitで使った場合はデータのないLSBには “0” を
入力して下さい。
Mode
TDM
DIF2
DIF1
DIF0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
SDTO1-2
SDTI1-3
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, I2S
16bit, Right
justified
20bit, Right
justified
24bit, Right
justified
24bit, Left
justified
24bit, I2S
LRCK
BICK
I/O
I/O
H/L
I
 32fs
I
H/L
I
 48fs
I
H/L
I
 48fs
I
H/L
I
 48fs
I
L/H
I
 48fs
I
(default)
Table 5. オーディオデータフォーマット (Stereo mode)
(2) TDM Mode
TDM bitを設定することによりTDM I/Fフォーマットを使用できます。5種類のデータフォーマットが DIF2-0
bitで選択でき、全モードともMSBファースト、2’sコンプリメントのデータフォーマットで、SDTO1はBICK
の立ち上がりで出力され、SDTI1/2はBICKの立ち上がりでラッチされます。
TDM256 Mode (fs=48kHz)は TDM bit = “1”で選択できます(Table 6)。SDTO1 pin には全ADC (3ch)のデータが出
力されます。SDTO2 pin は “L”出力です。SDTI1 pinには全DAC (6ch)のデータを入力します。SDTI2-3 pinへの
入力データは無視されます。BICKは256fs固定、LRCKの “H”幅、 “L”幅は1/256fs(min)です。
Mode
TDM
DIF2
DIF1
DIF0
5
1
0
0
0
6
1
0
0
1
7
1
0
1
0
8
1
0
1
1
9
1
1
0
0
SDTO1-2
SDTI1-3
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
24bit, I2S
16bit, Right
justified
20bit, Right
justified
24bit, Right
justified
24bit, Left
justified
24bit, I2S
LRCK
BICK
I/O
I/O

I
256fs
I

I
256fs
I

I
256fs
I

I
256fs
I

I
256fs
I
Table 6. オーディオデータフォーマット (TDM256 mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 18 -
[AK4616]
LRCK
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
BICK(64fs)
SDTO1
23 22
8
7
6
0
23 22
8
7
Lch Data
SDTO2
23 22
8
7
Don’t Care
6
15 14
0
23 22
8
8
7
6
Don’t Care
15 14
7
1
Don’t Care
0
15 14
Don’t Care
15 14
0
23
8
7
1
0
7
1
0
7
1
0
DOUT1R
8
7
1
Don’t Care
0
15 14
DOUT2L
SDTI3
23
Monaural Data
DOUT1L
SDTI2
0
Rch Data
Monaural Data
SDTI1
6
8
DOUT2R
8
7
1
Don’t Care
0
15 14
DOUT3
8
DOUT4
SDTO-23:MSB, 0:LSB; SDTI-15:MSB, 0:LSB
Figure 11. Mode 0 タイミング (Stereo Mode)
LRCK
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
BICK(64fs)
SDTO1
23 22
12 11 10
0
23 22
Lch Data
SDTO2
23 22
12 11 10
Don’t Care
19 18
0
23 22
Don’t Care
19 18
8
7
1
0
Don’t Care
Don’t Care
19 18
12 11 10
0
23
19 18
8
7
1
0
8
7
1
0
8
7
1
0
DOUT1R
8
7
1
0
Don’t Care
DOUT2L
SDTI3
23
Monaural Data
DOUT1L
SDTI2
0
Rch Data
Monaural Data
SDTI1
12 11 10
19 18
DOUT2R
8
7
1
0
DOUT3
Don’t Care
19 18
DOUT4
SDTO-23:MSB, 0:LSB; SDTI-19:MSB, 0:LSB
Figure 12. Mode 1 タイミング (Stereo Mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 19 -
[AK4616]
LRCK
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
2
16
17
18
24
25
31
0
1
BICK(64fs)
SDTO1
23 22
16 15 14
0
23 22
16 15 14
Lch Data
SDTO2
23 22
16 15 14
Don’t Care
0
16 15 14
23 22
23 22
Don’t Care
8
7
1
Don’t Care
0
23 22
23 22
Don’t Care
23
8
7
1
0
8
7
1
0
8
7
1
0
DOUT1R
8
7
1
Don’t Care
0
23 22
DOUT2L
SDTI3
0
Monaural Data
DOUT1L
SDTI2
23
Rch Data
Monaural Data
SDTI1
0
DOUT2R
23 22
8
7
1
Don’t Care
0
23 22
DOUT3
DOUT4
23:MSB, 0:LSB
Figure 13. Mode 2 タイミング (Stereo Mode)
LRCK
0
1
2
22
23
24
28
29
30
31
0
1
2
22
23
24
28
29
30
31
0
1
BICK(64fs)
SDTO1
23 22
2
1
0
23 22
2
1
Lch Data
SDTO2
23 22
2
1
23 22
2
1
0
0
23 22
2
1
23 22
2
1
0
Don’t Care
23 22
2
1
23 22
2
1
0
23
0
Don’t Care
23
DOUT1R
Don’t Care
23 22
2
1
DOUT2L
SDTI3
0
Monaural Data
DOUT1L
SDTI2
23
Rch Data
Monaural Data
SDTI1
0
0
Don’t Care
23
DOUT2R
Don’t Care
23 22
DOUT3
2
1
0
Don’t Care
23
DOUT4
23:MSB, 0:LSB
Figure 14. Mode 3 タイミング (Stereo Mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 20 -
[AK4616]
LRCK
0
1
2
3
22
23
24
25
29
30
31
0
1
2
3
22
23
24
25
29
30
31
0
1
BICK(64fs)
SDTO1
23 22
2
1
0
23 22
2
1
Lch Data
SDTO2
23 22
2
1
Rch Data
0
23 22
2
Monaural Data
SDTI1
23 22
2
1
0
1
23 22
2
1
0
Don’t Care
23 22
2
1
23 22
2
1
0
Don’t Care
0
DOUT1R
Don’t Care
23 22
2
1
DOUT2L
SDTI3
0
Monaural Data
DOUT1L
SDTI2
0
Don’t Care
0
DOUT2R
Don’t Care
23 22
2
DOUT3
Don’t Care
0
1
DOUT4
23:MSB, 0:LSB
Figure 15. Mode 4 タイミング (Stereo Mode)
LRCK
BICK(256fs)
SDTO1
SDTI1
23 22
0
23 22
0
23 22
L1
R1
32 BICK
32 BICK
15 14
0
0
23 22
23 22
0
Monaural Monaural
15 14
32 BICK
0
15 14
32 BICK
0
15 14
0
4
DOUT1L DOUT1R DOUT2L DOUT2R
32 BICK
32 BICK
SDTI2,3
32 BICK
32 BICK
15 14
0
15 14
0
DOUT3
DOUT4
32 BICK
32 BICK
15
(don’t care)
Figure 16. Mode 5 タイミン グ (TDM256 Mode)
LRCK
BICK(256fs)
SDTO1
SDTI1
23 22
0
23 22
0
L1
R1
32 BICK
32 BICK
19 18
0
19 18
23 22
0
23 22
23 22
0
Monaural Monaural
32 BICK
0
19 18
32 BICK
0
19 18
0
DOUT1L DOUT1R DOUT2L DOUT2R
32 BICK
SDTI2,3
32 BICK
32 BICK
32 BICK
19 18
0
19 18
DOUT3
DOUT4
32 BICK
32 BICK
0
19
(don’t care)
Figure 17. Mode 6 タイミン グ (TDM256 Mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 21 -
[AK4616]
LRCK
BICK(256fs)
SDTO1
SDTI1
23 22
0
23 22
0
L1
R1
32 BICK
32 BICK
23 22
0
23 22
0
23 22
0
23 22
Monaural Monaural
23 22
32 BICK
0
23 22
32 BICK
0
23 22
0
DOUT1L DOUT1R DOUT2L DOUT2R
32 BICK
SDTI2,3
32 BICK
32 BICK
32 BICK
23 22
0
23 22
0
DOUT3
DOUT4
32 BICK
32 BICK
23
(don’t care)
Figure 18. Mode 7 タイミング (TDM256 Mode)
LRCK
BICK(256fs)
SDTO1
SDTI1
23 22
0
23 22
0
L1
R1
32 BICK
32 BICK
23 22
0
23 22
23 22
0
23 22
0
Monaural Monaural
0
32 BICK
23 22
0
32 BICK
23 22
0
DOUT1L DOUT1R DOUT2L DOUT2R
32 BICK
SDTI2,3
23 22
32 BICK
32 BICK
32 BICK
23 22
0
23 22
0
DOUT3
DOUT4
32 BICK
32 BICK
23 22
(don’t care)
Figure 19. Mode 8 タイミング (TDM256 Mode)
LRCK
BICK(256fs)
SDTO1
SDTI1
23
0
23
0
L1
R1
32 BICK
32 BICK
23
0
23
23
0
23
0
Monaural Monaural
0
32 BICK
23
0
32 BICK
23
0
DOUT1L DOUT1R DOUT2L DOUT2R
32 BICK
SDTI2,3
23
32 BICK
32 BICK
32 BICK
23
0
23
0
DOUT3
DOUT4
32 BICK
32 BICK
23
(don’t care)
Figure 20. Mode 9 タイミング (TDM256 Mode)
MS1437-J-06
2014/09
- 22 -
[AK4616]
■ ディジタルボリューム機能
AK4616はチャネル独立ディジタルボリューム(256レベル, 0.5dBステップ)を内蔵しています。DAC1, DAC2,
MONODAC3, ADC, MONOADCに対してそれぞれDAATL1/R1 7-0 bit, DAATL2/R2 7-0 bit, DAAT3 7-0 bit,
SADATL/R 7-0 bit, MADAT 7-0 bitで設定します(Table 7)。
DAATL1/R17-0bits
DAATL2/R27-0 bits
DAAT37-0 bits
00H
01H
02H
:
7DH
7EH
7FH
:
FEH
FFH
Attenuation Level
+0dB
-0.5dB
-1.0dB
:
-62.5dB
-63.0dB
-63.5dB
:
-127.0dB
MUTE (-∞)
(default)
Table 7. DACディジタルボリュームの減衰量
SADATL/R 7-0 bits
MADAT 7-0 bits
00H
01H
02H
:
7DH
7EH
7FH
:
FEH
FFH
Attenuation Level
+0dB
-0.5dB
-1.0dB
:
-62.5dB
-63.0dB
-63.5dB
:
-127.0dB
MUTE (-∞)
(default)
Table 8. ADCディジタルボリュームの減衰量
MS1437-J-06
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- 23 -
[AK4616]
AK4616はDAC1L/1RにDOUT4の出力を加えるモノラルミキシング機能を持っています。(Figure 21) DAAT47-0
bits のデフォルト設定はMUTE (FFH) です。DOUT1とDOUT4のミキシング信号が0dBを超えると出力はフル
スケールでクリップします。このクリッピングを避けるためにDAC1L/RまたはDOUT4のボリュームを調整し
てください。
DAAT4 7-0 bits
Attenuation Level
00H
+0dB
01H
-0.5dB
02H
-1.0dB
:
:
7DH
-62.5dB
7EH
-63.0dB
7FH
-63.5dB
:
:
FEH
-127.0dB
FFH
MUTE (-∞)
(default)
Table 9. DOUT4ディジタルボリュームの減衰量
DAC1L
DAC1R
D
V
O
L
D
V
O
L
DOUT1L/R
DOUT4(Monaural)
Figure 21. モノラルミキシングブロック
MS1437-J-06
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[AK4616]
ディジタルボリューム(DAAT17-0, DAAT27-0, DAAT37-0, DAAT47-0 bits と SADATL/R 7-0, MADAT7-0 bits)の遷
移時間はDAATS1-0 bits とADATS1-0 bits で設定します(Table 10, Table 11)。 Mode1/2/3では設定値間の遷移はソフ
ト遷移です。したがって、遷移中にスイッチングノイズは発生しません。
Mode
0
1
2
3
DAATS1
0
0
1
1
DAATS0
0
1
0
1
ATT speed
4080/fs
2040/fs
510/fs
255/fs
(default)
Table 10. DAAT17-0, DAAT27-0, DAAT37-0, DAAT47-0 bits の遷移時間設定
Mode
0
1
2
3
ADATS1
0
0
1
1
ADATS0
0
1
0
1
ATT speed
4080/fs
2040/fs
510/fs
255/fs
(default)
Table 11. SADATL/R 7-0, MADAT 7-0 bits の遷移時間設定
Mode0の場合、ATT設定間の遷移は4080レベルでソフト遷移します。00H(0dB)からFFH(MUTE)までには4080/fs
(85.0ms@fs=48kHz)かかります。PDN pinを “L” にすると、DAAT17-0, DAAT27-0, DAAT37-0, SADATL/R 7-0,
MADAT7-0 bits は 00Hに 、 DAAT47-0 bits は FFH に 初 期 化 さ れ ま す 。 DAAT17-0, DAAT27-0, DAAT37-0,
SADATL/R 7-0, MADAT7-0 bits はRSTN bitを “0” にすると一旦00Hになり、DAAT47-0 bits はRSTN bit を “0” に
するとFFH になります。これらのビットはRSTN bitを “1” に戻すと設定値に戻っていきます。
■ MIC ゲインアンプ
AK4616はシングルエンド、差動入力に対応したマイク用ゲインアンプを内蔵しています。MDIF bit = “1” の
時、MINP/N pinsより差動入力が可能です。入力最大電圧はA3V31に依存します。AVDD=3.3Vの時、シング
ルエンド入力の最大電圧は2.2Vpp、差動入力の最大電圧は±2.2Vppになります。入力インピーダンスはtyp.
30kΩです。MGAIN2-0 bitsにより、ゲインを設定することができます(Table 12)。動作中にマイクゲインの設
定を変更するとポップノイズが発生します。
Mode
0
1
2
3
4
5
6
7
MGAIN2
0
0
0
0
1
1
1
1
MGAIN1 MGAIN0
Input Gain
0
0
0dB
0
1
15dB
1
0
18dB
1
1
21dB
0
0
24dB
0
1
27dB
1
0
30dB
1
1
33dB
Table 12. MIC Input Gain (typ.)
MS1437-J-06
(default)
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[AK4616]
■ MIC バイアス
AK4616はマイク用の電源を内蔵します。MPRF pin とVSS2 pin の間に1µFのコンデンサを接続してください。
PMMP bit =“1”のとき、MICBIAS pinからマイク用の電源を供給することができます。出力電圧はtyp. 2.32Vで、
負荷抵抗はmin. 2.0kです。 (Figure 22)。
PMMB bit
0
1
MICBIAS pin
Hi-Z
Output
Table 13. MICBIAS pin
(default)
AK4616
PMMB bit
MICBIAS pin
2k
MIC-Amp
MINP pin
MINN pin
2k
Figure 22. MIC入力回路 (差動入力)
AK4616
PMMB bit
MICBIAS pin
MIC-Amp
Microphone
MIN pin
Figure 23. MIC入力回路 (シングルエンド入力)
MS1437-J-06
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- 26 -
[AK4616]
■ ソフトミュート機能
ソフトミュートはディジタル的に実行されます。SMUTE bitを “1” にするとその時点のATT設定値から設定さ
れたディジタルボリュームの遷移時間 (Table 7)以内で入力データが- (“0”)までアテネーションされます。
SMUTE bitを “0” にすると、-から設定されたディジタルボリュームの遷移時間 (Table 7)以内でATT設定値ま
で復帰します。ソフトミュート開始後、-までアテネーションされる前に解除されるとアテネーションが中
断され、同じサイクルでATT設定値まで復帰します。ソフトミュート機能は信号を止めずに信号源を切り替
える場合などに有効です。
SMUTE bit
0dB
(1)
(2)
(4)
Attenuation Level
-
GD
(3)
GD
AOUT
注:
(1) 設定されたディジタルボリュームの遷移時間 (Table 7)以内で- (“0”)までアテネーションされます。例
えば、Mode 0時、ATT設定値が “00H”の場合は4080/fsサイクルです。ソフトミュートで遷移するATT値
は00H～FFHです。
(2) 設定されたディジタルボリュームの遷移時間 (Table 7)以内でATT設定値まで復帰します。例えば、Mode
0時、ATT設定値が “FFH”の場合は4080/fsサイクルです。ソフトミュートで遷移するATT値はFFH～00H
です。
(3) ディジタル入力に対してアナログ出力は群遅延(GD)を持ちます。
(4) ソフトミュート開始後、-までアテネーションされる前に解除されるとアテネーションが中断され、同
じサイクルでATT設定値まで復帰します。
Figure 24. ソフトミュート機能
MS1437-J-06
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[AK4616]
■ システムリセット
電源立ち上げ時には、PDN pinに一度 “L” を入力してリセットを行って下さい。その後、PDN pinを“H”にして
ダミーコマンドを入力することにより、リセットが解除されます。リセットが行われると、AK4616の内部レ
ジスタは全て初期値になります。ダミーコマンドは、レジスタアドレス00HにAll “0”を書き込むことにより、
実行されます。
VCOMなど基準電圧のパワーダウンは PDN pinで解除され、その後 LRCK の “” に同期して内部回路がパワ
ーアップし、内部のタイミングが動作します。MCLK、LRCK、BICK が入力されるまでAK4616はパワーダウ
ン状態です。
また、PDN pinに “L”を入力した状態で電源を立ち上げることを推奨します。
S
T
A
R
T
SDA
S
S
T
O
P
R/W="0"
Slave
Address
Sub
Address(00H)
N
A
C
K
Data(00H)
N
A
C
K
P
N
A
C
K
Figure 25. I2C-bus Mode ダミーコマンド
MS1437-J-06
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[AK4616]
■ パワーダウン機能
AK4616のADCとDACはパワーダウンピン(PDN pin)を “L” にすることでパワーダウンでき、このとき同時に
各ディジタルフィルタがリセットされます。PDN = “L”で内部レジスタ値は初期化されます。パワーダウンモ
ード時、SDTO1-2 pinsは “L” になり、アナログ出力はHi-Zを出力します。このリセットは電源投入時に必ず
一度行って下さい。ADCの場合、内部パワーダウンモードが解除されると3～4/fs後、初期化サイクル(1056/fs)
が開始されます。そのため、出力データSDTO1-2は1059~1060 x LRCKサイクル後確定します。DACの場合、
内部パワーダウンモードが解除されると3～4/fs後、初期化サイクル(516/fs)が開始されます。初期化中、アナ
ログ出力はHi-Zを出力します。Figure 26にパワーダウン及びパワーアップ時のシーケンス例を示します。
DACIN bit = “1”の時、DACは1059~1060 x LRCKサイクル後有効になります。
A3V31, A3V32
D3V3, D1V8
PDN
(10)
3~4/fs
Internal PDN
(9)
(11)
1059/fs
ADC Internal
State
(1)
Init Cycle
Normal Operation
Power-down
Normal Operation
Power-down
516/fs (2)
DAC Internal
State
Init Cycle
GD (3)
GD
ADC In
(Analog)
ADC Out
(Digital)
“0”data
DAC In
(Digital)
“0”data
(6)
(4)
“0”data
“0”data
GD(3)
DAC Out
(Analog)
Clock In
(5)
(7)
(7)
Don’t care
Don’t care
MCLK,LRCK,SCLK
External
Mute
GD
Mute ON
Mute ON
(8)
注：
(1) ADCは内部パワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
スタートアップ時のADCへの入力電圧は動作状態のコモン電圧を入力してください。
アナログ入力においてHPFの立ち上がり時間を待つ必要があります。
外付けのコンデンサが1uFの時、入力インピーダンス は60kΩ(typ)、τ = 0.06 sec. になります。
(2) DACは内部パワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
(3) アナログ入力に対するディジタル出力、ディジタル入力に対するアナログ出力は群遅延をもちます。
(4) パワーダウン時ADC出力は “0” データです。
(5) パワーダウン時DAC出力はHi-Zです。
(6) アナログ部の初期化終了時ADC出力に異音が出力されます。異音が問題になる場合はディジタル出力を
ミュートして下さい。
(7) 内部パワーダウンの立ち下がりエッジ、及び内部パワーダウンの立ち上がりエッジの519520/fs後で異
音が出力されます。
(8) 異音(7)が問題になる場合はアナログ出力を外部でミュートして下さい。
(9) 内部パワーダウンが立ち上がってから初期化サイクルが開始するまで34/fsかかります。
(10) PDN pin = “L”の状態で電源を投入し、すべての電源が立ち上がった後、PDN pinを“H”にしてください。
(11) ダミーコマンドの入力後に内部パワーダウンは解除されます。
Figure 26. ピンパワーダウン／ピンパワーアップシーケンス例
MS1437-J-06
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[AK4616]
AK4616のADCとDACはPMADC bitとPMDAC bitでそれぞれ独立にパワーダウンできます。また、DAC1-3は
PMDA1-3 bitsでそれぞれ独立にパワーダウンができます。このときレジスタ値は初期化されません。PMADC
bit= “0”のときSDTO1-3 pinsは “L” になります。PMDAC bit= “0”のとき、アナログ出力はHi-Zを出力します。
このとき異音が生じるので、問題になる場合は外部でミュートして下さい。Figure 27にパワーダウン及びパ
ワーアップ時のシーケンス例を示します。
4~5/fs (9)
3~4/fs (10)
PMADC/PMDAC bit
(1)
ADC Internal
State
Normal Operation
DAC Internal
State
Normal Operation
Power-down
Init Cycle
Normal Operation
516/fs (2)
Power-down
Init Cycle
Normal Operation
GD (3)
GD
ADC In
(Analog)
ADC Out
(Digital)
“0”data
DAC In
(Digital)
“0”data
GD
Clock In
GD
(5)
(7)
Don’t care
MCLK,LRCK,SCLK
External
Mute
(6)
(3)
(7)
DAC Out
(Analog)
(4)
(8)
Mute ON
注：
(1) ADCはパワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
初期化サイクルは1056fsになります。スタートアップ時のADCへの入力電圧は動作状態のコモン電圧を
入力してください。
(2) DACはパワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
(3) アナログ入力に対するディジタル出力、ディジタル入力に対するアナログ出力は群遅延をもちます。
(4) パワーダウン時ADC出力は “0” データです。
(5) パワーダウン時DAC出力はHi-Zです。
(6) アナログ部の初期化終了時ADC出力に異音が出力されます。異音が問題になる場合はディジタル出力を
ミュートして下さい。
(7) PMDAC bit に“0”を書き込んでから4~5/fs後、及びPMDAC bit に“1”を書き込んでから519520/fs後で異
音が出力されます。
(8) 異音(7)が問題になる場合はアナログ出力を外部でミュートして下さい。
(9) PMADC bitに “0”を書き込んでから該当するADCがパワーダウンするまで4~5/fs かかります。
PMDAC bitに “0”を書き込んでから該当するDACがパワーダウンするまで4~5/fs かかります。
(10) PMADC bit 及びPMDAC bitを “1”にしてから初期化サイクルが開始するまで34/fsかかります。
Figure 27. ビットパワーダウン／ビットパワーアップシーケンス例
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[AK4616]
■リセット機能
RSTN bit = “0”のときADCはアナログ部とディジタル部がパワーダウン、DACはディジタル部がパワーダウン
しますがレジスタ値は初期化されません。このときSDTO1-2 pinは “L” になり、アナログ出力はHi-Zになりま
す。この時異音が生じるので、問題になる場合は外部でミュートして下さい。Figure 28にRSTN bitによるリ
セットシーケンスを示します。
RSTN bit
4~5/fs (8)
3~4/fs (9)
Internal
RSTN bit
(1)
ADC Internal
State
Power-down
Normal Operation
Normal Operation
Init Cycle
516/fs (2)
DAC Internal
State
Digital Block Power-down
Normal Operation
Init Cycle
Normal Operation
GD (2)
GD
ADC In
(Analog)
ADC Out
(Digital)
(4)
“0”data
DAC In
(Digital)
(5)
“0”data
(3)
GD
DAC Out
(Analog)
Clock In
MCLK,LRCK,SCLK
GD
(7)
(6)
(7)
Don’t care
注：
(1) ADCはパワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
初期化サイクルは1056fsになります。スタートアップ時のADCへの入力電圧は動作状態のコモン電圧を
入力してください。
(2) DACはパワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
(3) アナログ入力に対するディジタル出力、ディジタル入力に対するアナログ出力は群遅延(GD)をもちま
す。
(4) パワーダウン時ADC出力は “0” データです。
(5) アナログ部の初期化終了時ADC出力に異音が出力されます。異音が問題になる場合はディジタル出力を
ミュートして下さい。
(6) RSTN= “0”の時、アナログ出力はHi-Zです。
(7) RSTN bitが “0” になってから45/fs後、及びRSTN bitが “1” になってから34/fs後に異音が出力されます。
(8) RSTN bitに “0”を書き込んでからLSI内部のRSTN bitが変化するまで4~5/fs かかります。
(9) RSTN bitに “1”を書き込んでから初期化サイクルが開始するまで34/fsかかります。
Figure 28. リセットシーケンス例
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[AK4616]
■ DAC個別パワーダウン機能
AK4616ではDACパワーマネジメントビットPMDA3-1 bitにより個別にパワーダウンをすることができます。
パワーマネジメントビットが “0”のとき、該当するDACのアナログ部、ディジタル部は共にパワーダウンさ
れます。PMDA3-1 bitによりパワーダウンされたDACのアナログ出力はHi-Zになります。パワーダウンの設
定・解除の両方で異音が生じるため、問題になる場合は外部でミュート、もしくはPMDAC bit = “0”または
RSTN bit = “0”の時にPMDA3-1 bitの設定を行ってください。Figure 29にPMDA3-1 bitによるパワーダウン及び
パワーアップ時のシーケンスを示します。
PMDA3-1 bit
4~5/fs (4)
Power Down Channel
DAC Digital
Internal State
2~3/fs (5)
Power-down
Normal Operation
2~3/fs (5)
4~5/fs (4)
Power-down
Normal Operation
516/fs (6)
DAC Analog
Internal State
Power-down
Normal Operation
DAC In
(Digital)
Normal Operation
516/fs (6)
Normal Operation Power-down
Init Cycle
Init Cycle
Normal Operation
“0”data
(1)
GD
GD
(3) (2)
DAC Out
(Analog)
(3)
(3)
(2)
(3)
Normal Operation Channel
DAC In
(Digital)
“0”data
GD
GD
DAC Out
(Analog)
注：
(1) ディジタル入力に対するアナログ出力は群遅延(GD)をもちます。
(2) PMDA3-1 bitでパワーダウンされたDACのアナログ出力はHi-Zです。
(3) PMDA3-1 bitに“0”を書き込んでから4~5/fsで、PMDA3-1 bitに “1”を書き込んでから518519/fs でDAC
の出力には異音が出力されます。
(4) PMDA3-1 bitに “0”を書き込んでから該当するDACがパワーダウンするまで4~5/fs かかります。
(5) PMDA3-1 bitに “1”を書き込んでから初期化サイクルが開始するまで23/fsかかります。
(6) DACはパワーダウン解除後、アナログ部が初期化されます。
Figure 29. DAC個別パワーダウン例
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[AK4616]
■ シリアルコントロールインタフェース
AK4616の各機能はピンまたはレジスタで設定できます。レジスタへの書き込み方式はI2Cバスです。PDN pin
を “L” にすると内部レジスタ値は初期化されます。RSTN bitに “0” を書き込むと内部タイミング回路がリセ
ットされます。但し、この時レジスタの内容は初期化されません。
* PDN = “L”時はコントロールレジスタへの書き込みはできません。
AK4616のI2Cバスモードのフォーマットは、高速モード(max:400kHz)に対応しています。
1. WRITE命令
I2Cバスモードにおけるデータ書き込みシーケンスはFigure 30に示されます。バス上のICへのアクセスには、
最初に開始条件 (Start Condition) を入力します。SCLラインが “H”の時にSDAラインを “H”から “L”にすると、
開始条件が作られます(Figure 36)。開始条件の後、スレーブアドレスが送信されます。このアドレスは7ビッ
トから構成され、8ビット目にはデータ方向ビット(R/W) が続きます。上位7ビットは “0010000”固定です(Figure
31)。アドレスが一致した場合、AK4616は確認応答 (Acknowledge) を生成し、命令が実行されます。マスタは
確認応答用のクロックパルスを生成し、SDAラインを解放しなければなりません(Figure 37)。R/W bitが “0”の
場合はデータ書き込み、R/W bitが “1”の場合はデータ読み出しを行います。
第2バイトはサブアドレス(レジスタアドレス)です。サブアドレスは8ビット、MSB firstで構成され、上位3ビ
ットは “0”固定です(Figure 32)。第3バイト以降はコントロールデータです。コントロールデータは8ビット、
MSB firstで構成されます(Figure 33)。AK4616は、各バイトの受信を完了するたびに確認応答を生成します。
データ転送は、必ずマスタが生成する停止条件 (Stop Condition) によって終了します。SCLラインが “H”の時
にSDAラインを “L”から “H”にすると、停止条件が作られます(Figure 36)。
AK4616は複数のバイトのデータを一度に書き込むことができます。データを1バイト送った後、停止条件を
送らず更にデータを送ると、サブアドレスが自動的にインクリメントされ、次のデータは次のサブアドレス
に格納されます。アドレス “0EH”にデータを書き込んだ後、さらに次のアドレスに書き込んだ場合にはアド
レス“00H”にデータが書き込まれます。
クロックが “H”の間は、SDAラインの状態は一定でなければなりません。データラインが “H”と “L”の間で状
態を変更できるのは、SCLラインのクロック信号が “L”の時に限られます(Figure 38)。SCLラインが “H”の時に
SDAラインを変更するのは、開始条件、停止条件を入力するときのみです。
S
T
A
R
T
SDA
S
T
O
P
R/W="0"
Slave
S Address
Sub
Address(n)
Data(n)
A
C
K
A
C
K
Data(n+1)
A
C
K
Data(n+x)
A
C
K
A
C
K
P
A
C
K
Figure 30. I2Cバスモードのデータ転送シーケンス
0
0
1
0
0
0
0
R/W
A2
A1
A0
Figure 31. 第1バイトの構成
0
0
0
A4
A3
Figure 32. 第2バイトの構成
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- 33 -
[AK4616]
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Figure 33. 第3バイト以降の構成
2. READ命令
R/W bitが “1”の場合、AK4616はREAD動作を行います。指定されたアドレスのデータが出力された後、マス
タが停止条件を送らず確認応答を生成すると、サブアドレスが自動的にインクリメントされ、次のアドレス
のデータを読み出すことができます。アドレス “0EH”のデータを読み出した後、さらに次のアドレスを読み
出す場合にはアドレス “00H”のデータが読み出されます。
AK4616はカレントアドレスリードとランダムリードの2つのREAD命令を持っています。
2-1. カレントアドレスリード
AK4616は内部にアドレスカウンタを持っており、カレントアドレスリードではこのカウンタで指定されたア
ドレスのデータを読み出します。内部のアドレスカウンタは最後にアクセスしたアドレスの次のアドレス値
を保持しています。例えば、最後にアクセス(READでもWRITEでも)したアドレスが “n”であり、その後カレ
ントアドレスリードを行った場合、アドレス “n+1”のデータが読み出されます。カレントアドレスリードで
は、AK4616はREAD命令のスレーブアドレス(R/W bit = “1”)の入力に対して確認応答を生成し、次のクロック
から内部のアドレスカウンタで指定されたデータを出力したのち内部カウンタを1つインクリメントします｡
データが出力された後､マスタが確認応答を生成せず停止条件を送ると、READ動作は終了します。
S
T
A
R
T
SDA
S
T
O
P
R/W="1"
Slave
S Address
Data(n)
Data(n+1)
Data(n+2)
MA
AC
SK
T
E
R
A
C
K
MA
AC
SK
T
E
R
Data(n+x)
MA
AC
SK
T
E
R
MA
AC
SK
T
E
R
P
MN
AA
SC
T
EK
R
Figure 34. カレントアドレスリード
2-2. ランダムアドレスリード
ランダムアドレスリードにより任意のアドレスのデータを読み出すことができます。ランダムアドレスリー
ドはREAD命令のスレーブアドレス(R/W bit = “1”)を入力する前に、ダミーのWRITE命令を入力する必要があ
ります。ランダムアドレスリードでは最初に開始条件を入力し、次にWRITE命令のスレーブアドレス(R/W bit
= “0”)、読み出すアドレスを順次入力します。AK4616がこのアドレス入力に対して確認応答を生成した後、
再送条件、READ命令のスレーブアドレス(R/W bit= “1”)を入力します。AK4616はこのスレーブアドレスの入
力に対して確認応答を生成し、指定されたアドレスのデータを出力し、内部アドレスカウンタを1つインクリ
メントします。データが出力された後、マスタが確認応答を生成せず停止条件を送ると、READ動作は終了
します。
S
T
A
R
T
SDA
S
T
A
R
T
R/W="0"
Slave
S Address
Sub
Address(n)
A
C
K
Slave
S Address
A
C
K
S
T
O
P
R/W="1"
Data(n)
A
C
K
Data(n+1)
MA
AC
S K
T
E
R
Data(n+x)
MA
AC
S
T K
E
R
MA
AC
S
T K
E
R
P
MN
A A
S
T C
E K
R
Figure 35. ランダムアドレスリード
MS1437-J-06
2014/09
- 34 -
[AK4616]
SDA
SCL
S
P
start condition
stop condition
Figure 36. 開始条件と停止条件
DATA
OUTPUT BY
TRANSMITTER
not acknowledge
DATA
OUTPUT BY
RECEIVER
acknowledge
SCL FROM
MASTER
2
1
8
9
S
clock pulse for
acknowledgement
START
CONDITION
Figure 37. I2Cバスでの確認応答
SDA
SCL
data line
stable;
data valid
change
of data
allowed
Figure 38. I2Cバスでのビット転送
MS1437-J-06
2014/09
- 35 -
[AK4616]
■ レジスタマップ
Add
00H
01H
02H
03H
04H
05H
06H
07H
08H
09H
0AH
0BH
0CH
0DH
0EH
Register Name
Power Management 1
Power Management 2
Audio Interface Format
Soft Mute
Input Selector
DAC1L Volume
DAC1R Volume
DAC2L Volume
DAC2R Volume
DOUT3 Volume
DOUT4 Volume
ADC Volume
ADC Volume
Monaural ADC Volume
Microphone Gain
D7
0
0
0
ADAST1
0
D6
PMMB
0
0
ADAST0
0
D5
PMADC
0
0
DAATS1
0
DAATL17
DAATR17
DAATL27
DAATR27
DAAT37
DAAT47
SADATL7
SADATR7
DAATL16
DAATR16
DAATL26
DAATR26
DAAT36
DAAT46
SADATL6
SADATR6
MADAT7
0
MADAT6
0
D4
PMDAC
TDM
DAATS0
DACIN
D3
0
0
0
0
MOMIX
D2
0
PMDA3
DIF2
0
MDIF
D1
0
PMDA2
DIF1
0
AIN1
D0
RSTN
PMDA1
DIF0
SMUTE
AIN0
DAATL15
DAATR15
DAATL25
DAATR25
DAAT35
DAAT45
SADATL5
SADATR5
DAATL14
DAATR14
DAATL24
DAATR24
DAAT34
DAAT44
SADATL4
SADATR4
DAATL13
DAATR13
DAATL23
DAATR23
DAAT33
DAAT43
SADATL3
SADATR3
DAATL12
DAATR12
DAATL22
DAATR22
DAAT32
DAAT42
SADATL2
SADATR2
DAATL11
DAATR11
DAATL21
DAATR21
DAAT31
DAAT41
SADATL1
SADATR1
DAATL10
DAATR10
DAATL20
DAATR20
DAAT30
DAAT40
SADATL0
SADATR0
MADAT5
0
MADAT4
0
MADAT3
0
MADAT2
MGAIN2
MADAT1
MGAIN1
MADAT0
MGAIN0
0
注: アドレス0FH1FHは書き込み不可です。“0”で指定されたビットへの “1”の書き込みは禁止です。
PDN pin を “L” にすると、レジスタ値は初期化されます。
RSTN bit を “0” にすると、内部のタイミングがリセットされます。但し、レジスタ値は初期化されませ
ん。
MS1437-J-06
2014/09
- 36 -
[AK4616]
■ 詳細説明
Addr
00H
Register Name
Power Management 1
R/W
Default
D7
0
RD
0
D6
PMMB
R/W
1
D5
PMADC
R/W
1
D4
PMDAC
R/W
1
D3
0
RD
0
D2
0
RD
0
D1
0
RD
0
D0
RSTN
R/W
1
RSTN: 内部タイミングリセット
0: リセット。レジスタ値は初期化されません。
1: 通常動作。(default)
PMDAC: DAC1-3のパワーマネジメント
0: 全DACのパワーダウン。このときPMDA1-3 bitは無効です。
1: 通常動作。このときPMDA1-3 bitは有効です。(default)
PMADC: ADC1-2のパワーマネジメント
0: 全ADCのパワーダウン。
1: 通常動作。(default)
PMMB: マイクバイアスのパワーマネジメント
0: Power-down
1: Normal operation (default)
Addr
01H
Register Name
Power Management 2
R/W
Default
D7
0
RD
0
D6
0
RD
0
D5
0
RD
0
D4
0
RD
0
D3
0
RD
0
D2
D1
D0
PMDA3
PMDA2
PMDA1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
PMDA3-1: DAC3-1のパワーマネジメント (0: パワーダウン, 1: 通常動作)
PMDA1: DAC1のパワーマネジメント
PMDA2: DAC2のパワーマネジメント
PMDA3: DAC3のパワーマネジメント
MS1437-J-06
2014/09
- 37 -
[AK4616]
Addr
02H
Register Name
Audio Interface Format
R/W
Default
D7
0
RD
0
D6
0
RD
0
D5
0
RD
0
D4
TDM
R/W
0
D3
0
RD
0
D2
DIF2
R/W
1
D1
DIF1
R/W
0
D0
DIF0
R/W
0
DIF2-0: オーディオデータインタフェースモード選択(Table 5, Table 6)
初期値: “100”, mode 4
TDM1-0: TDMフォーマット選択(Table 5, Table 6)
Mode
TDM
Data Output
Data Input
Pins
Pins
0
0
SDTO1-2
SDTI1-3
1
1
SDTO1
SDTI1
Addr
03H
Register Name
Soft Mute
R/W
Default
D7
ADATS1
R/W
0
D6
ADATS0
R/W
0
D5
DAATS1
R/W
0
TDM Format mode
Stereo mode
TDM256 mode
D4
DAATS0
R/W
0
D3
0
RD
0
D2
0
RD
0
D1
0
RD
0
D0
SMUTE
R/W
0
SMUTE: ソフトミュート機能有効
0: 通常動作 (default)
1: 全DAC出力がソフトミュートされます。
DAATS1-0: DAC ディジタルアテネータ遷移時間設定 (Table 10)
初期値: “00”, Mode 0
ADATS1-0: ADC ディジタルアテネータ遷移時間設定(Table 8)
初期値: “00”, Mode 0
Addr
04H
Register Name
Input Selector
R/W
Default
D7
0
RD
0
D6
0
RD
0
D5
0
RD
0
D4
DACIN
R/W
0
D3
MOMIX
R/W
0
D2
MDIF
R/W
0
D1
AIN1
R/W
0
D0
AIN0
R/W
0
AIN1-0: ADCの入力選択 (Table 2)
初期値: “00”, AIN1L/1R
MDIF: マイクアンプのシングルエンド/差動 入力選択
0: MIN/MINP pinへのシングルエンド入力. MINN pin はオープンにしてください。 (default)
1: 差動入力 (MINP/MINN pin)
MOMIX: モノラルADCミキシングスイッチ (Table 3)
初期値: “0”
DACIN: DAC1, 2の入力セレクタ (Table 4)
初期値: “0”
DACIN bit = “0”の時、ADCの出力は DACのディジタル入力に接続されます。この場合、SDTI1-2
pinsの入力データは無視されます。 ループバックモードでのSDTOオーディオフォーマットは
ループバックモード0/1/2/3 の時モード3で、ループバックモード4の時モード4になります
(Table 5)。 TDM mode ではDACIN bitを “1” に設定してください。
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2014/09
- 38 -
[AK4616]
Add
05H
06H
07H
08H
09H
0BH
0CH
0DH
Register Name
DAC1L Volume
DAC1R Volume
DAC2L Volume
DAC2R Volume
DOUT3 Volume
ADC Volume
ADC Volume
Monaural ADC Volume
R/W
Default
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DAATL17
DAATR17
DAATL27
DAATR27
DAAT37
SADATL7
SADATR7
DAATL16
DAATR16
DAATL26
DAATR26
DAAT36
SADATL6
SADATR6
DAATL15
DAATR15
DAATL25
DAATR25
DAAT35
SADATL5
SADATR5
DAATL14
DAATR14
DAATL24
DAATR24
DAAT34
SADATL4
SADATR4
DAATL13
DAATR13
DAATL23
DAATR23
DAAT33
SADATL3
SADATR3
DAATL12
DAATR12
DAATL22
DAATR22
DAAT32
SADATL2
SADATR2
DAATL11
DAATR11
DAATL21
DAATR21
DAAT31
SADATL1
SADATR1
DAATL10
DAATR10
DAATL20
DAATR20
DAAT30
SADATL0
SADATR0
MADAT7
R/W
0
MADAT6
R/W
0
MADAT5
R/W
0
MADAT4
R/W
0
MADAT3
R/W
0
MADAT2
R/W
0
MADAT1
R/W
0
MADAT0
R/W
0
DAATL1/R17-10, DAATL2/R27-20, DAAT37-30, SADATL/R7-0, MADAT7-0: アテネーションレベル (Table 7,
Table 8)
Addr
0AH
Register Name
DOUT4
Volume
R/W
Default
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DAAT47
DAAT46
DAAT45
DAAT44
DAAT43
DAAT42
DAAT41
DAAT40
R/W
1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
R/W
1
DAAT47-40: DOUT4 ディジタルアテネーションのアテネーションレベル (Table 9)
DAAT47-40: “FF” (MUTE) (default)
Addr
0EH
Register Name
Microphone Gain
R/W
Default
D7
0
RD
0
D6
0
RD
0
D5
0
RD
0
D4
0
RD
0
D3
0
RD
0
D2
D1
D0
MGAIN2
MGAIN1
MGAIN0
R/W
0
R/W
0
R/W
0
MGAIN2-0:マイクアンプ ゲイン コントロール (Table 12)
MGAIN2-0: “000” (0dB) (default)
MS1437-J-06
2014/09
- 39 -
[AK4616]
システム設計
Figure 39はシステム接続例です。具体的な回路と測定例については評価ボード(AKD4616)を参照して下さい。
AIN4R 26
1u
1u
AIN4L 27
VCOM 28
MINN 31
MICBIAS 30
MPRF 29
TST2 33
MIN/MINP 32
1u
MUTE
AOUT2R 34
TST1 25
MUTE
AOUT2L 35
1u
MUTE
AOUT1R 36
MIC
MUTE
37 AOUT1L
MUTE
38 AOUT3N
VSS2 23
MUTE
39 AOUT3P
AIN1LN 22
40 VSS3
AIN1LP 21
41 A3V32
AIN1RN 20
AK4616
42 VREFH2
SDTO2
D3V3
8
9
µP
1u
1u
1u
1u
1u
1u
1u
1u
1u
1u
10u
+
12 AIN3RN
SDTO1
7
0.1u
BICK
6
AIN3LP 13
MCLK
48 SCL
5
AIN3LN 14
LRCK
47 PDN
SDTI2
AIN2RP 15
4
AIN2RN 16
46 D1V8
3
45 VSS4
SDTI1
1.8V Digital
AIN2LP 17
2
0.1u
44 SDTI3
SDA
10u
AIN2LN 18
1
+
0.1u
AIN1RP 19
43 TST3
+
10u
1u
3.3V Analog
11 AIN3RP
0.1u
1u
10u
10 VSS1
+
3.3V Analog
A3V31 24
DSP
3.3V Digital
Digital Ground
Analog Ground
Figure 39. システム接続例
MS1437-J-06
2014/09
- 40 -
[AK4616]
1. グランドと電源のデカップリング
電源とグランドの取り方には十分注意して下さい。通常A3V31, A3V32, D3V3にはシステムのアナログ電源を
供給します。A3V31, A3V32, D3V3が別電源で供給される場合は、電源立ち上げシーケンスを考える必要はあ
りません。VSS1~4 はアナロググランドに接続して下さい。システムのグランドはアナログとディジタルで分
けて配線し、PCボード上の電源に近いところで接続して下さい。小容量のデカップリングコンデンサはなる
べく電源ピンの近くに接続して下さい。
2. 基準電圧入力
VCOMはAVDD1x1/2電圧を出力しており、アナログ信号のコモン電圧として使われます。このピンには高周
波ノイズを除去するために1Fのセラミックコンデンサをピンに出来るだけ近づけてVSS1との間に接続して
下さい。VCOM pinから電流を取ってはいけません。また、ディジタル信号、特にクロック信号は変調器への
カップリングを避けるためVREFH2, VCOMからできるだけ離して下さい。
3. アナログ入力
モノラルADC入力はシングルエンド入力、差動入力の両方に対応しており、MDIF bit で選択できます。ステ
レオADCは3つの差動入力ポートと1つのシングルエンド入力ポートを持っています。シングルエンド入力信
号は電源電圧に比例し、通常0.81 x AVDD1 Vpp (typ.) です。差動入力信号はLIN(RIN)+ と LIN(RIN)-の範囲で
電源電圧に比例し、通常 ±0.81x AVDD1 Vpp (typ) になります。AK4616はVSS2からA3V31までの電圧を入力
することができます。出力コードのフォーマットは2’sコンプリメント(2の補数)です。DCオフセットは内蔵
のHPFでキャンセルされます。
AK4616は64fs(@fs=48kHz)でアナログ入力をサンプリングします。ディジタルフィルタは、サンプリング周
波数の整数倍付近の帯域を除く阻止域以上のノイズをすべて除去します。AK4616はサンプリング周波数付近
のノイズを減衰させるためにアンチエリアジングフィルタ(RCフィルタ)を内蔵しています。
4. アナログ出力
シングルエンド出力時のOutput Full-scale VoltageはVCOM電圧を中心に0.61xVREFH2 Vpp(typ)です。差動出力
時のOutput Full-scale VoltageはVCOM電圧を中心に ±0.62 x VREFH2 Vpp (typ)です。差動出力は外部で加算さ
れます。 L(R)OUT+ とL(R)OUT-の加算電圧はVAOUT = [L(R)OUT+]-[L(R)OUT-]です。加算ゲインが１の場合、
Output Full-scale Voltageは4.12Vpp (typ@A3V32=3.3V)です。入力コードのフォーマットは2’sコンプリメント(2
の補数)で、7FFFFFH(@24bit)に対しては正のフルスケール、800000H(@24bit)に対しては負のフルスケール、
000000H(@24bit)での理想値はVCOM電圧が出力されます。ΔΣ変調器が発生する帯域外ノイズ(シェーピン
グノイズ)はシングルエンド出力時には内蔵のスイッチトキャパシタフィルタ(SCF)とスムージングフィルタ
で除去されます。差動出力時にはスムージングフィルタが内蔵されていませんので帯域外ノイズを除去した
い場合は外部でLPFを組んでください。
本LSIのアナログ出力はVCOM電圧に対して数mV程度のオフセットを持ちます。
MS1437-J-06
2014/09
- 41 -
[AK4616]
5. 外部アナログ入力回路
10k
10k
Signal
68p
22μ
+
10k
+
+12V
+12V
2.67Vpp
10k
+
2k
2k
+
AIN+
1μ
LME49720MA
AK4616
+
10k
AIN1μ
10μ
10k
2.67Vpp
+
0.1μ
Figure 40. 入力バッファ回路例1 (AC coupled single-ended input)
(AIN1LP/N, AIN1RP/N, AIN2LP/N, AIN2RP/N, AIN3LP/N, AIN3RP/N pins)
Analog In
2.67Vpp
AIN+
1
AK4616
Analog In
2.67Vpp
AIN
Figure 41. 入力バッファ回路例2 (AC coupled single-end input)
(AIN1LP/N, AIN1RP/N, AIN2LP/N, AIN2RP/N, AIN3LP/N, AIN3RP/N pins)
Analog In
2.67Vpp
AIN
AK4616

Figure 42. 入力バッファ回路例3 (AC coupled single-ended input)
(AIN4L/R pins)
MS1437-J-06
2014/09
- 42 -
[AK4616]
6. 外部アナログ出力回路
AK4616
AOUT
Analog Out
C=1F
R=100k
2.00Vpp
Figure 43. 外部 LPF 回路例1 (AOUT1L/R, AOUT2L/R)
2.06Vpp
+
AOUT-
8.2k
8.2k
300
22u
+12V
AK4616
2.2n
22u
+
AOUT+
4.12Vpp
8.2k
+12V
+
300
8.2k
270p
C=1F
220
+
VAOUT
LME49720MA
R=100k
270p
4.7k
2.06Vpp
4.7k
10u +
0.1u
Figure 44. 外部 LPF 回路例2 (AC coupled differential output) (AOUT3P/N)
AOUTC=1F
R=100k
AK4616
2.06Vpp
Analog Out
AOUT+
C=1F
R=100k
2.06Vpp
Figure 45. 外部 LPF 回路例3 (AC coupled differential output) (AOUT3P/N)
Note: HPFのカットオフ周波数は下式により決まります。
fc= 1/(2 × π × R × C) [Hz]
Cは外部DCカットコンデンサ、Rは負荷抵抗を表します。
C = 1μF で R = 100kΩのとき、 fs = 1.6Hz になります。
MS1437-J-06
2014/09
- 43 -
[AK4616]
パッケージ
48pin LQFP(Unit: mm)
1.70Max
9.0 ±0.2
0.13 0.13
7.0 ±0.2
36
1.40 0.05
24
48
13
7.0 ±0.2
37
1
9.0 ±0.2
25
12
0.09 0.20
0.5
0.22 0.08
0.10 M
0° 10°
S
0.10 S
0.30 ~ 0.75
■ 材質・メッキ仕様
パッケージ材質:
リードフレーム材質:
リードフレーム処理:
エポキシ系樹脂、ハロゲン(臭素、塩素)フリー
銅
半田(無鉛)メッキ
MS1437-J-06
2014/09
- 44 -
[AK4616]
マーキング
AK4616VQ
XXXXXXX
1
1) Pin #1 indication
2) Date Code: XXXXXXX(7 digits)
3) Marking Code: AK4616VQ
MS1437-J-06
2014/09
- 45 -
[AK4616]
改訂履歴
Date (Y/M/D)
12/11/05
12/11/14
Revision
00
01
Reason
初版
誤記訂正
Page
Contents
41
13/07/11
02
記述追加
15
13/08/23
03
記述追加
44
13/12/10
04
誤記訂正
5
14/07/08
05
誤記訂正
26
システム設計
2. 基準電圧入力: “VREF1” を削除
動作説明
■ システムクロック
説明文を変更
パッケージ
パッケージ図の寸法を変更
■ 使用しないピンの処理について
Digital: “VSS2に接続” → “VSS1に接続”
■ MIC バイアス
Table 13: PMMB bit のデフォルト値を変更
■ パワーダウン機能
“アナログ出力はVCOMを” → “アナログ出力はHi-Zを”
“DZF pinは “H”になります。” の記述を削除
■ 詳細説明
“DZF pinは “H”になりますが、” の記述を削除
システム設計
Figure 39を変更
絶対最大定格
Power Supplies: ずれて記載されている値の位置を修正
30
37
40
14/09/29
06
誤記訂正
5
MS1437-J-06
2014/09
- 46 -
[AK4616]
重要な注意事項
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きましては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を
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特約店営業担当にご確認ください。
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要求される用途に使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別
途弊社より書面で許諾された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。
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7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを
禁じます。
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- 47 -