[AK4954A] AK4954A 32bit Stereo CODEC with MIC/HP/SPK-AMP 概 要 AK4954A はマイクアンプ、ヘッドフォンアンプ、スピーカアンプを内蔵した低消費電力の 32bit ステレ オ CODEC です。入力にはマイクアンプ及び ALC(Automatic Level Control) 回路を内蔵、出力にはキャ ップレスヘッドフォンアンプ及びスピーカアンプを内蔵しており、録再機能付きポータブル機器用途に 最適です。ヘッドフォンアンプは負電源発生回路を内蔵することにより、出力の DC カットコンデンサ が不要です。スピーカアンプは 0.9V ~ 5.5V の幅広い電源電圧動作を実現し、直接電池に接続すること も可能です。また、パッケージは小型の QFN (4 x 4mm, 0.4mm pitch) を採用、従来 2~3 チップで構成 されたシステムと比較して実装面積を大幅に削減します。 特 長 1. 録音側機能 • 2 系統の低ノイズマイクパワー内蔵 • 3 系統のセレクタ内蔵ステレオシングルエンド入力 • 低ノイズマイクアンプ内蔵 (+26dB/+20dB/+13dB/+6dB/0dB) • Digital ALC (Automatic Level Control) 回路内蔵 (Setting Range: +36dB ~ −52.5dB, 0.375dB Step) • ADC 特性: S/(N+D): 88dB, DR, S/N: 97dB (MIC-Amp=+20dB) S/(N+D): 88dB, DR, S/N: 100dB (MIC-Amp=0dB) • 2 種類の Decimation Filter • オーバーフロー検出 • 風切り音フィルタ • ステレオ感強調回路 • 5 段のノッチフィルタ • Digital MIC Interface 内蔵 2. 再生側機能 • Digital ALC (Automatic Level Control) 回路内蔵 (Setting Range: +36dB ~ −52.5dB, 0.375dB Step) • 3-band ダイナミックレンジコントロール回路 • ディジタルボリューム内蔵 (+6dB ~ −65.5dB, 0.5dB Step, Mute) • キャップレスステレオヘッドフォンアンプ内蔵 - HP-AMP 特性: S/(N+D): 65dB@20mW, S/N: 100dB - 定格出力: 20mW@16Ω - 電源 ON/OFF 時クリックノイズフリー • モノラルスピーカアンプ内蔵(ステレオライン出力切替え機能) - SPK-AMP 特性: S/(N+D): 70dB@250mW, Output Noise Level: -97dBV - BTL 接続 - 定格出力: 400mW@8Ω (SVDD=3.3V) 100mW@8Ω (SVDD=1.5V) • Beep 音生成機能内蔵 3. パワーマネジメント機能 MS1542-J-00-PB 2013/06 -1- [AK4954A] 4. マスタクロック: (1) PLL モード • 周波数: 11.2896MHz, 12MHz, 12.288MHz, 13.5MHz, 24MHz, 27MHz (MCKI pin) 32fs or 64fs (BICK pin) (2) 外部クロックモード • 周波数: 256fs, 384fs, 512fs or 1024fs (MCKI pin) 5. サンプリング周波数 • PLL Slave Mode (BICK pin): 8kHz ~ 96kHz • PLL Master Mode: 8kHz, 11.025kHz, 12kHz, 16kHz, 22.05kHz, 24kHz, 32kHz, 44.1kHz, 48kHz, 64kHz, 88.2kHz, 96kHz • EXT Master/Slave Mode: 8kHz ~ 96kHz (256fs), 8kHz ~ 48kHz (384fs), 8kHz ~ 48kHz (512fs), 8kHz ~ 24kHz (1024fs) 6. マスタ/スレーブモード 7. オーディオインタフェースフォーマット: MSB First, 2’s complement • ADC : 16/24/32bit 前詰め, 16/24/32bit I2S • DAC : 16/24/32bit 前詰め, 16bit 後詰め, 24bit 後詰め, 16/24/32bit I2S 8. シリアルμP インタフェース: I2C Bus (Ver 1.0, 400kHz Fast-Mode) 9. Ta = −30 ∼ 85°C 10. 電源電圧: • アナログ電源 (AVDD): 2.5 ~ 3.5V • ディジタル電源 (DVDD): 1.6 ~ 1.98V • ディジタル I/O 電源 (TVDD): 1.6 or (DVDD-0.2) ~ 3.5V • スピーカ電源 (SVDD): 0.9 ~ 5.5V 11. パッケージ: 32pin QFN (4 x 4mm, 0.4mm pitch) MS1542-J-00-PB 2013/06 -2- [AK4954A] ■ ブロック図 AVDD MRF VSS1 VCOM DVDD TVDD VSS2 PMMP MPWR2 PDN MPWR1 PMVCM MIC Power Supply Control Logic VCOM SCL SDA PMADL Internal MIC LIN1/DDAT RIN1 /DMCLK External MIC PMADL or PMADR PMADR LIN2 ADC SDTI HPF1 RIN2 PMPFIL LIN3 Line In HPF2 BICK LPF RIN3 Stereo Separation 4-band EQ * OVF PMBP SVDD LRCK SDTI ALC SDTO 1-band EQ Beep Gen VSS3 Audio I/F SDTO PMSL Mono Speaker or Stereo Line-out SPP/LOUT PMPLL SPN/ROUT PLL PMHPL * MCKI PMDAC HPL Cap-less Headphone DVL/R DAC SMUTE HPR DRC PMHPR PMDRC PMHPL or PMHPR Charge Pump VEE CN CP (OVF pin と MCKI pin は共有ピンです。) Figure 1. ブロック図 MS1542-J-00-PB 2013/06 -3- [AK4954A] ■ オーダリングガイド AK4954AEN AKD4954A −30 ∼ +85°C 32-pin QFN (0.4mm pitch) AK4954A 評価用ボード VEE HPR HPL DVDD SPP/LOUT SPN/ROUT SVDD VSS3 24 23 22 21 20 19 18 17 ■ ピン配置 LRCK VSS1 29 Top View 12 SDTO VCOM 30 11 SDTI MRF 31 10 SDA RIN3 32 9 SCL 8 13 PDN AK4954A 7 28 LIN1/DMDAT AVDD 6 BICK RIN1/DMCLK 14 5 27 MPWR1 CN 4 MCKI/OVF MPWR2 15 3 26 LIN2 CP 2 TVDD RIN2 16 1 25 LIN3 VSS2 MS1542-J-00-PB 2013/06 -4- [AK4954A] ■ AK4953A との比較 機能 分解能 AVDD DVDD SVDD TVDD ADC DR, S/N DAC(ヘッドフォン) S/N 入力レベル 出力レベル(ヘッドフォン) マイクパワー出力電圧 マイクパワー出力ノイズ レベル MIC-Amp ADC オーバーフロー出力 ステレオ感強調 出力ボリューム AK4953A 24bit 2.85V ∼ 3.5V 1.6V ~ 2.0V 0.9V ∼ 5.5V DVDD ∼ 3.5V 88dB @ MGAIN = +20dB 96dB @ MGAIN = 0dB 96dB typ. 2.4Vpp @ MGAIN=0dB typ. 1.75Vpp @ DVOL=0dB typ 2.3V (2 系統出力) -108dBV (A-weighted) AK4954A 32bit 2.5V ∼ 3.5V 1.6V ~ 1.98V ← 1.6V or (DVDD-0.2)V ∼ 3.5V 97dB @ MGAIN = +20dB 100dB @ MGAIN = 0dB 100dB typ. 0.8 x AVDD @ MGAIN=0dB typ. 0.485 x AVDD @ DVOL=0dB typ. 0.8 x AVDD (2 系統出力) -120dBV (A-weighted) 0dB/+12dB/+16dB/+20dB/+23dB/ +26dB/+29dB なし なし +36dB ∼ -54dB, 0.375dB Step (Note 1) & +12dB ∼ -115dB, 0.5dB Step なし 0dB/+6dB/+13dB/+20dB/+26dB あり(MCKI pin と排他使用) あり +36dB ∼ -52.5dB, 0.375dB Step (Note 1) & +6dB ∼ -65.5dB, 0.5dB Step あり(再生系) ダイナミックレンジ コントロール回路 Speaker-Amp ライン出力 なし あり 切替え 11.2896MHz, 12MHz, 13.5MHz, 11.2896MHz, 12MHz, 12.288MHz, Master Clock 基準 24MHz, 27MHz 13.5MHz, 24MHz, 27MHz PLL Mode 周波数 2 I2C Bus シリアル μP インタフェース 3 線シリアル or I C Bus Power Consumption typ. 10.4mW (低消費電力モード) (Stereo Recording) typ. 9.4mW (Headphone Playback) typ. 10.2mW typ. 6.2mW (低消費電力モード) 36QFN (5 x 5mm, 0.4mm pitch) 32QFN (4 x 4mm, 0.4mm pitch) Package Note 1. ALC 及び ボリュームは 入出力共通です。録音と再生で同時に ALC または ボリュームを使用するこ とはできません。 MS1542-J-00-PB 2013/06 -5- [AK4954A] ピン/機能 No. 1 2 3 4 5 Pin Name LIN3 RIN2 LIN2 MPWR2 MPWR1 RIN1 DMCLK LIN1 DMDAT I/O I I I O O I O I I Function Lch Analog Input 3 Pin Rch Analog Input 2 Pin Lch Analog Input 2 pin MIC Power Supply Pin for Microphone 2 MIC Power Supply Pin for Microphone 1 Rch Analog Input 1 Pin (DMIC bit = “0”: default) 6 Digital Microphone Clock pin (DMIC bit = “1”) Lch Analog Input 1 Pin (DMIC bit = “0”: default) 7 Digital Microphone Data Input Pin (DMIC bit = “1”) Power-down & Reset 8 PDN I When “L”, the AK4954A is in power-down mode and is held in reset. The AK4954A must be always reset upon power-up. 9 SCL I Control Data Clock Pin 10 SDA I/O Control Data Input/Output Pin 11 SDTI I Audio Serial Data Input Pin 12 SDTO O Audio Serial Data Output Pin 13 LRCK I/O Input/Output Channel Clock Pin 14 BICK I/O Audio Serial Data Clock Pin MCKI I External Master Clock Input Pin (OVFL bit = “0”: default) 15 OVF O Over Flow Flag Output Pin (OVFL bit = “1”) 16 TVDD Digital I/O Power Supply Pin, 1.6 ~ 3.5V 17 VSS3 Ground 3 Pin 18 SVDD Speaker-Amp Power Supply Pin, 0.9 ~ 5.5V SPN O Speaker-Amp Negative Output Pin (LOSEL bit = “0”: default) 19 ROUT O Rch Stereo Line Output Pin (LOSEL bit = “1”) SPP O Speaker-Amp Positive Output Pin (LOSEL bit = “0”: default) 20 LOUT O Lch Stereo Line Output Pin (LOSEL bit = “1”) 21 DVDD Digital Power Supply Pin, 1.6 ~ 1.98V 22 HPL O Lch Headphone-Amp Output Pin 23 HPR O Rch Headphone-Amp Output Pin Charge-Pump Circuit Negative Voltage Output Pin 24 VEE O This pin must be connected to VSS2 with 2.2μF±50% capacitor in series. 25 VSS2 Ground 2 Pin Positive Charge-Pump Capacitor Terminal Pin 26 CP O This pin must be connected to CN pin with 2.2μF±50% capacitor in series. Negative Charge-Pump Capacitor Terminal Pin 27 CN I This pin must be connected to CP pin with 2.2μF±50% capacitor in series. 27 AVDD Analog Power Supply Pin, 2.5 ~ 3.5V 29 VSS1 Ground 1 Pin Common Voltage Output Pin Bias voltage of ADC inputs and DAC outputs. 30 VCOM O This pin must be connected to VSS1 with 2.2μF±50% capacitor in series. MIC Power Supply Ripple Filter Pin 31 MRF O This pin must be connected to VSS1 with 2.2μF±50% capacitor in series. 32 RIN3 I Rch Analog Input 3 Pin Note 2. アナログ入力ピン (LIN1, RIN1, LIN2, RIN2, LIN3, RIN3)以外のすべての入力ピンはフローティングに してはいけません。 MS1542-J-00-PB 2013/06 -6- [AK4954A] ■ 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、適切に処理してください。 区分 ピン名 設定 MPWR1, MPWR2, MRF, SPN, SPP, HPL, HPR, Analog CP, CN, VEE, LIN1/DMDAT, RIN1/DMCLK, オープン LIN2, RIN2, LIN3, RIN3 VSS2 に接続、かつ OVFL bit = “0” MCKI/OVF Digital VSS2 に接続 SDTI オープン SDTO 絶対最大定格 (VSS1=VSS2=VSS3=0V; Note 3) Parameter Symbol min max Unit Power Supplies: Analog AVDD 6.0 V −0.3 Digital DVDD 2.5 V −0.3 Digital I/O TVDD 6.0 V −0.3 Speaker-Amp SVDD 6.0 V −0.3 Input Current, Any Pin Except Supplies IIN mA ±10 Analog Input Voltage (Note 5) VINA AVDD+0.3 V −0.3 Digital Input Voltage (Note 6) VIND TVDD+0.3 V −0.3 Ambient Temperature (powered applied) Ta 85 −30 °C Storage Temperature Tstg 150 −65 °C Maximum Power Dissipation (Note 7) Pd 900 mW Note 3. 電圧はすべてグランドピンに対する値です。 Note 4. VSS1, VSS2, VSS3 は同じアナロググランドに接続してください。 Note 5. LIN1, RIN1, LIN2, RIN2, LIN3, RIN3 pins Note 6. PDN, SCL, SDA, SDTI, LRCK, BICK, MCKI pins SDA, SCL のプルアップ抵抗の接続先は、(TVDD+0.3)V 以下にしてください。 Note 7. この電力値は AK4954A 内部損失分で、外部接続されるスピーカ、ヘッドフォンでの消費分は含みま せん。AK4954A のジャンクション温度の最大許容値は 125°C で、JESD51-9(2p2s)におけるθja (Junction to Ambient)は 42°C/W です。Pd=900mW の時、θja = 42°C/W よりジャンクション温度は 125°C を超える ことはありませんので、AK4954A の内部損失によってデバイスが破壊されるとことはありません。 θja ≤ 42°C/W となる条件でボードを使用することを推奨します。 注意: 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、一度でもこの値を 超えた場合、その後の通常の動作は保証されません。 MS1542-J-00-PB 2013/06 -7- [AK4954A] 推奨動作条件 (VSS1=VSS2=VSS3= 0V; Note 3) Parameter Power Supplies Analog (Note 8) Digital Digital I/O (Note 9) Symbol AVDD DVDD TVDD min 2.5 1.6 1.6 or (DVDD-0.2) 0.9 typ 3.3 1.8 max 3.5 1.98 Unit V V 1.8 3.5 V SPK-Amp SVDD 3.3 5.5 V Note 3. 電圧はすべてグランドピンに対する値です。 Note 8. AVDD, DVDD, TVDD, SVDD の電源立ち上げシーケンスを考慮する必要はありません。電源立ち上げ 時に内部回路が不定になることを避けるため PDN pin = “L”の状態で各電源を立ち上げ、全ての電源が 立ち上がった後、PDN pin = “H”にしてください。 Note 9. min 値は、1.6V または(DVDD-0.2)V のどちらか高い方の値です。 *AK4954A では、SVDD=ON, PDN pin = “L”のとき、AVDD, DVDD, TVDD の電源を ON/OFF することがで きます。また、TVDD=ON, PDN pin = “L”のとき、AVDD, DVDD, SVDD の電源を ON/OFF することができ ます。OFF 状態で電源を ON する場合は、全ての電源が立ち上がってから、PDN pin を “H”にしてくださ 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 ご注意ください。 MS1542-J-00-PB 2013/06 -8- [AK4954A] アナログ特性 (Ta=25°C; AVDD=SVDD=3.3V, TVDD=DVDD=1.8V; VSS1=VSS2=VSS3=0V; fs=44.1kHz, BICK=64fs; Signal Frequency=1kHz; 24bit Data; Measurement Bandwidth=20Hz ∼ 20kHz; unless otherwise specified) min typ max Unit Parameter MIC Amplifier: LIN1, RIN1, LIN2, RIN2, LIN3, RIN3 pins Input Resistance 70 100 140 kΩ Gain MGAIN2-0 bits = “000” +5 +6 +7 dB +12 MGAIN2-0 bits = “001” +13 +14 dB +19 MGAIN2-0 bits = “010” +20 +21 dB +25 MGAIN2-0 bits = “011” +26 +27 dB MGAIN2-0 bits = “1xx” 0 dB MIC Power Supply: MPWR1, MPWR2 pins Output Voltage (Note 10) 2.51 2.64 2.77 V Output Noise Level (A-weighted) -120 dBV PSRR (fin = 1kHz) (Note 11) 70 dB Load Resistance 1.0 kΩ Load Capacitance 15 pF ADC Analog Input Characteristics: LIN1/RIN1/LIN2/RIN2/LIN3/RIN3 pins → ADC → Programmable Filter (IVOL=0dB, EQ=ALC=OFF) → SDTO; Cext1 = 1μF, Cext2 = 1nF (Note 12) Resolution 32 Bits (Note 14) 0.237 0.264 0.29 Vpp Input Voltage (Note 13) 2.37 2.64 2.90 Vpp (Note 15) fs=44.1kHz (Note 14) 78 88 dBFS BW=20kHz (Note 15) 88 dBFS S/(N+D) (−1dBFS) (Note 14) 85 dBFS fs=96kHz BW=40kHz (Note 15) 82 dBFS (Note 14) 87 97 dB D-Range (−60dBFS, A-weighted) 100 dB (Note 15) (Note 14) 87 97 dB S/N (A-weighted) 100 dB (Note 15) (Note 14) 80 100 dB Interchannel Isolation 100 dB (Note 15) (Note 14) 0 0.8 dB Interchannel Gain Mismatch 0 0.5 dB (Note 15) PSRR (fin = 1kHz) (Note 11, Note 14) 40 dB Note 10. 出力電圧は AVDD に比例します。(typ. 0.8 x AVDD V) Note 11. AVDD に、100mVpp の正弦波を重畳した場合 Note 12. Figure 2 測定回路にて仕様を規定しています。(Cext2 の位置は入力 pin - VSS1 間でも構いません。) Cext1 Signal Input ADC Input Cext2 Figure 2. ADC アナログ特性測定回路 Note 13. 入力フルスケール電圧は AVDD に比例します。 typ. 0.8 x AVDD Vpp (0dB), typ. 0.08 x AVDD Vpp (+20dB) Note 14. MGAIN2-0 bits = “010” (+20dB) Note 15. MGAIN2-0 bits = “1xx” (0dB) MS1542-J-00-PB 2013/06 -9- [AK4954A] min typ max Parameter DAC Characteristics: Resolution 32 Headphone-Amp Characteristics: DAC → HPL, HPR pins, ALC=OFF, IVOL=DVOL= 0dB, RL=16Ω Output Voltage (Note 16) 1.44 1.60 1.76 fs=44.1kHz, 55 65 (RL=16Ω) BW=20kHz S/(N+D) fs=96kHz, BW=40kHz 65 fs=44.1kHz, (RL=10kΩ) 80 BW=20kHz S/N (A-weighted) 90 100 Interchannel Isolation 65 80 Interchannel Gain Mismatch 0 0.8 Output Offset Voltage -1 0 +1 PSRR (fin = 1kHz) (Note 17) 40 Load Resistance 16 Load Capacitance 300 Speaker-Amp Characteristics: DAC → SPP/SPN pins, ALC=OFF, IVOL=DVOL= 0dB, RL=8Ω, BTL Output Voltage 3.18 SLG1-0 bits = “00”, −0.5dBFS (Po=150mW) 3.20 4.00 4.80 SLG1-0 bits = “01”, −0.5dBFS (Po=250mW) 1.79 SLG1-0 bits = “10”, −0.5dBFS (Po=400mW) SLG1-0 bits = “00”, −1.5dBFS (Po=100mW) 0.9 (Note 18) S/(N+D) 70 SLG1-0 bits = “00”, −0.5dBFS (Po=150mW) 40 70 SLG1-0 bits = “01”, −0.5dBFS (Po=250mW) 20 SLG1-0 bits = “10”, −0.5dBFS (Po=400mW) SLG1-0 bits = “00”, −1.5dBFS (Po=100mW) 20 (Note 18) Output Noise Level -97 -87 (A-weighted, SLG1-0 bits = “01”) Output Offset Voltage -30 0 +30 PSRR (fin = 1kHz) (Note 19) 50 Load Resistance 6.8 8 Load Capacitance 30 Stereo Line Output Characteristics: DAC → LOUT, ROUT pins, ALC=OFF, IVOL=DVOL=SLG= 0dB, RL=10kΩ Output Voltage (Note 20) 2.24 S/(N+D) 74 84 S/N (A-weighted) 84 94 Interchannel Isolation 90 Interchannel Gain Mismatch 0 0.8 Load Resistance 10 Load Capacitance 30 Note 16. 出力フルスケール電圧は AVDD に比例します。(typ. 0.485 x AVDD Vpp) Note 17. AVDD または DVDD に、100mVpp の正弦波を重畳した場合。 Note 18. SVDD=1.5V 時。 Note 19. AVDD または SVDD に、100mVpp の正弦波を重畳した場合。 Note 20. 出力フルスケール電圧は AVDD に比例します。(typ. 0.68 x AVDD Vpp) MS1542-J-00-PB Unit Bits Vpp dB dB dB dB dB dB mV dB Ω pF Vpp Vpp Vrms Vrms dB dB dB dB dBV mV dB Ω pF Vpp dB dB dB dB kΩ pF 2013/06 - 10 - [AK4954A] min typ max Unit Parameter Beep Output Characteristics: BEEP Generator → HPL, HPR pins, SPP/SPN pins, LOUT, ROUT pins Output Voltage (BPLVL = 0dB) 1.5 Vpp HPL, HPR pins (RL=16Ω) 2.8 Vpp SPP/SPN pins (RL=8Ω, BTL, SLG = +4.26dB) 1.4 Vpp LOUT, ROUT pins (RL=10kΩ, SLG = 0dB) Gain Gain Setting -60 0 dB Step Width 3 dB Power Supplies: Power Up (PDN pin = “H”) MIC + ADC + DAC + Headphone out AVDD+DVDD+TVDD (Note 21) 9.2 13.8 mA AVDD+DVDD+TVDD (Note 22) 8.2 mA SVDD (No Load) 8 12 μA MIC + ADC + DAC + Speaker out AVDD+DVDD+TVDD (Note 23) 8.2 12.3 mA AVDD+DVDD+TVDD (Note 24) 7.2 mA SVDD (No Load) 0.8 1.2 mA Power Down (PDN pin = “L”) (Note 25) AVDD+DVDD+TVDD+SVDD 0 10 μA SVDD (Note 26) 0 10 μA Note 21. PLL Master Mode (MCKI=12MHz)で、PMADL = PMADR = PMDAC =PMPFIL = PMHPL = PMHPR = PMVCM = PMPLL = PMBP = PMMP = M/S bits = “1”、LPMIC = LPDA bits = “0”の場合です。このとき、 MPWR1 (MPWR2) pin の出力電流は 0mA です。AVDD= 7.3mA (typ), DVDD= 1.6mA (typ), TVDD= 0.3mA (typ). Note 22. EXT Slave Mode (PMPLL=M/S bits =“0”)、PMADL = PMADR = PMDAC = PMHPL = PMHPR = PMVCM = PMBP = PMMP bits = “1”, PMPFIL = LPMIC = LPDA bits = “0”の場合。このとき、MPWR1 (MPWR2) pin の出力電流は 0mA です。AVDD= 6.5mA (typ), DVDD= 1.6mA (typ), TVDD= 0.1mA (typ). Note 23. PLL Master Mode (MCKI=12MHz)で、PMADL = PMADR = PMDAC =PMPFIL = PMSL = PMVCM = PMPLL = PMBP = PMMP = M/S bits = “1”、LPMIC = LPDA bits = “0”の場合です。このとき、MPWR1 (MPWR2) pin の出力電流は 0mA です。AVDD= 6.5mA (typ), DVDD= 1.4mA (typ), TVDD= 0.3mA (typ). Note 24. EXT Slave Mode (PMPLL=M/S bits =“0”)、PMADL = PMADR = PMDAC = PMSL = PMVCM = PMBP = PMMP bits = “1”, PMPFIL = LPMIC = LPDA bits = “0”の場合。このとき、MPWR1 (MPWR2) pin の出力 電流は 0mA です。AVDD= 5.7mA (typ), DVDD= 1.4mA (typ), TVDD= 0.1mA (typ). Note 25. 全てのディジタル入力ピンを TVDD または VSS2 に固定した時の値です。 Note 26. AVDD, DVDD, TVDD が OFF の場合。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 11 - [AK4954A] ■ モード別の消費電力 PMHPR PMHPL PMADR PMADL PMDAC PMSL Mode PMVCM 条件: Ta=25°C; AVDD= SVDD=3.3V, TVDD=DVDD=1.8V; VSS1=VSS2=VSS3= 0V; fs=44.1kHz, LPF, HPF, Stereo Separation, 5-band Equalizer, ALC, DRC=OFF (PMPFIL = PMDRC bits = “0”), External Slave Mode, BICK=64fs; LIN1/RIN1 input = 無入力; SDTI input= 無入力; Headphone & Speaker & Line output = 無負荷 Power Management Bit AVDD [mA] DVDD [mA] TVDD [mA] All Power-down 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.76 0.03 LIN1/RIN1 → ADC (Note 27) 1 0 0 1 1 0 0 2.70 1.54 0.63 0.03 LIN1(Mono)→ADC (Note 27) 1 0 0 1 0 0 0 1.49 0.69 DAC → HP (Note 28) 1 0 1 0 0 1 1 0.01 DAC → SPK 1.44 0.67 1 1 1 0 0 0 0 0.01 (LOSEL bit = “0”) LIN1/RIN1 → ADC (Note 27) 4.07 1.60 0.03 1 0 1 1 1 1 1 & DAC → HP (Note 28) LIN1/RIN1 → ADC (Note 27) 4.03 1.54 0.03 & DAC → SPK 1 1 1 1 1 0 0 (LOSEL bit = “0”) Note 27. 低消費電力モード時(LPMIC bit = “1”)。 Note 28. 低消費電力モード時(LPDA bit = “1”)。 Table 1. Power Consumption for Each Operation Mode (typ) MS1542-J-00-PB SVDD [mA] Total Power [mW] 0 0.01 0.01 0.01 0 10.4 6.3 6.2 0.76 8.5 0.01 16.4 0.76 18.6 2013/06 - 12 - [AK4954A] ADC シャープロールオフ・フィルタ特性 (fs=44.1kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V; SDAD bit = “0”) Parameter Symbol min typ max ADC Digital Filter (Decimation LPF): Passband (Note 29) PB 0 18.8 +0.08dB ~ −0.23dB 19.4 −0.74dB 19.9 −1.41dB 22.1 −8.0dB Stopband (Note 29) SB 26.1 Passband Ripple PR ±0.16 Stopband Attenuation SA 62 Group Delay (Note 30) GD 10.7 Group Delay Distortion 0 ΔGD ADC Digital Filter (HPF): HPFC1-0 bits = “00” Frequency Response FR 3.4 −3.0dB (Note 29) 10 −0.5dB 22 −0.1dB Unit kHz kHz kHz kHz kHz dB dB 1/fs μs Hz Hz Hz ADC シャープロールオフ・フィルタ特性 (fs=96kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V; SDAD bit = “0”) Parameter Symbol min Typ max Unit ADC Digital Filter (Decimation LPF): Passband (Note 29) PB 0 40.9 kHz +0.08dB ~ −0.23dB 42.2 kHz −0.74dB 43.3 kHz −1.41dB 48.0 kHz −8.0dB Stopband (Note 29) SB 56.8 kHz Passband Ripple PR dB ±0.16 Stopband Attenuation SA 62 dB Group Delay (Note 30) GD 10.7 1/fs Group Delay Distortion 0 μs ΔGD ADC Digital Filter (HPF): HPFC1-0 bits = “00” Frequency Response FR 7.4 Hz −3.0dB (Note 29) 21.8 Hz −0.5dB 47.9 Hz −0.1dB Note 29. 各振幅特性の周波数は fs (サンプリングレート)に比例します。各応答は 1kHz を基準にします。 Note 30. 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 32 ビットデー タが出力レジスタにセットされるまでの時間です。プログラマブルフィルタ (1 次 HPF + 4-band Equalizer + ALC + Equalizer) を通過するパスを選択した場合の Group Delay は IIR フィルタによる位 相変化が無い場合で上記記載の値に対して、4/fs 増加します。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 13 - [AK4954A] ADC ショートディレイ・シャープロールオフ・フィルタ特性 (fs=44.1kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V; SDAD bit = “1”) Parameter Symbol min typ max ADC Digital Filter (Decimation LPF): Passband (Note 31) PB 0 18.8 +0.08dB ~ −0.23dB 19.4 −0.74dB 19.9 −1.41dB 22.1 −8.0dB Stopband (Note 31) SB 26.1 Passband Ripple PR ±0.16 Stopband Attenuation SA 61 Group Delay (Note 32) GD 4.3 Group Delay Distortion ±1.8 ΔGD ADC Digital Filter (HPF): HPFC1-0 bits = “00” Frequency Response FR 3.4 −3.0dB (Note 31) 10 −0.5dB 22 −0.1dB Unit kHz kHz kHz kHz kHz dB dB 1/fs 1/fs Hz Hz Hz ADC ショートディレイ・シャープロールオフ・フィルタ特性 (fs=96kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V; SDAD bit = “1”) Parameter Symbol min typ max Unit ADC Digital Filter (Decimation LPF): Passband (Note 31) PB 0 40.9 kHz +0.08dB ~ −0.23dB 42.2 kHz −0.74dB 43.3 kHz −1.41dB 48.0 kHz −8.0dB Stopband (Note 31) SB 56.8 kHz Passband Ripple PR ±0.16 dB Stopband Attenuation SA 61 dB Group Delay (Note 32) GD 4.3 1/fs Group Delay Distortion ±1.3 1/fs ΔGD ADC Digital Filter (HPF): HPFC1-0 bits = “00” Frequency Response FR 7.4 Hz −3.0dB (Note 31) 21.8 Hz −0.5dB 47.9 Hz −0.1dB Note 31. 各振幅特性の周波数は fs (サンプリングレート)に比例します。各応答は 1kHz を基準にします。 Note 32. 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 32 ビットデー タが出力レジスタにセットされるまでの時間です。プログラマブルフィルタ (1 次 HPF + 4-band Equalizer + ALC + Equalizer) を通過するパスを選択した場合の Group Delay は IIR フィルタによる位 相変化が無い場合で上記記載の値に対して、4/fs 増加します。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 14 - [AK4954A] DAC フィルタ特性 (fs=44.1kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V) Parameter Symbol min typ max Unit DAC Digital Filter (LPF): Passband (Note 33) PB 0 20.0 kHz ±0.05dB 22.05 kHz −6.0dB Stopband (Note 33) SB 24.1 kHz Passband Ripple PR ±0.05 dB Stopband Attenuation SA 54 dB Group Delay (Note 34) GD 22 1/fs DAC Digital Filter (LPF) + SCF: FR ±1.0 dB Frequency Response: 0 ∼ 20.0kHz (Note 33) DAC フィルタ特性 (fs=96kHz) (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V) Parameter Symbol min typ max Unit DAC Digital Filter (LPF): Passband (Note 33) PB 0 43.5 kHz ±0.05dB 48.0 kHz −6.0dB Stopband (Note 33) SB 52.5 kHz Passband Ripple PR ±0.05 dB Stopband Attenuation SA 54 dB Group Delay (Note 34) GD 22 1/fs DAC Digital Filter (LPF) + SCF: FR ±1.0 dB Frequency Response: 0 ∼ 40.0kHz (Note 33) Note 33. 各振幅特性の周波数は fs (サンプリングレート)に比例します。各応答は 1kHz を基準にします。 Note 34. ディジタルフィルタによる遅延演算で、32 ビット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。プログラマブルフィルタ (1 次 HPF + 4-band Equalizer + ALC + Equalizer) を通過するパスを選択した場合の Group Delay は IIR フィルタによる位相変化が無い場合 で上記記載の値に対して、7/fs 増加します。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 15 - [AK4954A] DC 特性 (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V) Parameter Symbol min typ max Audio Interface & Serial µP Interface (SDA, SCL, PDN, BICK, LRCK, SDTI, MCKI pins ) High-Level Input Voltage (TVDD ≥ 2.2V) VIH 70%TVDD (TVDD < 2.2V) 80%TVDD Low-Level Input Voltage (TVDD ≥ 2.2V) VIL 30%TVDD (TVDD < 2.2V) 20%TVDD Audio Interface & Serial µP Interface (SDA, BICK, LRCK, SDTO, OVF pins Output) VOH High-Level Output Voltage (Iout = −80μA) TVDD−0.2 Low-Level Output Voltage 0.2 (Except SDA pin : Iout = 80μA) VOL1 0.4 (SDA pin, 2.0V ≤ TVDD ≤ 3.5V: Iout = 3mA) VOL2 20%TVDD (SDA pin, 1.6V ≤ TVDD < 2.0V: Iout = 3mA) VOL2 Input Leakage Current Iin ±10 Digital MIC Interface (DMDAT pin Input ; DMIC bit = “1”) High-Level Input Voltage VIH3 65%AVDD Low-Level Input Voltage VIL3 35%AVDD Sink Current (Vin = AVDD) Isink 150 Source Current (Vin = 0V) Isource -20 Digital MIC Interface (DMCLK pin Output ; DMIC bit = “1”) VOH3 AVDD-0.4 High-Level Output Voltage (Iout=−80μA) VOL3 0.4 Low-Level Output Voltage (Iout= 80μA) Input Leakage Current Iin ±10 MS1542-J-00-PB Unit V V V V V V V V μA V V μA μA V V μA 2013/06 - 16 - [AK4954A] スイッチング特性 (Ta = -30 ~ 85°C; AVDD=2.5 ~ 3.5V, DVDD =1.6 ∼ 1.98V, TVDD=(DVDD-0.2) ~ 3.5V, SVDD=0.9 ∼ 5.5V; CL=20pF) Parameter Symbol min typ max Unit PLL Master Mode (PLL Reference Clock = MCKI pin) MCKI Input Timing Frequency fCLK 11.2896 27 MHz Pulse Width Low tCLKL 0.4/fCLK ns Pulse Width High tCLKH 0.4/fCLK ns LRCK Output Timing Frequency fs 8 96 kHz Duty Cycle Duty 50 % BICK Output Timing Period BCKO bit = “0” tBCK 1/(32fs) ns BCKO bit = “1” tBCK 1/(64fs) ns Duty Cycle dBCK 50 % PLL Slave Mode (PLL Reference Clock = BICK pin) LRCK Input Timing Frequency fs 8 96 kHz Duty Duty 45 55 % BICK Input Timing Period PLL2-0 bits = “000” tBCK 1/(32fs) ns PLL2-0 bits = “001” tBCK 1/(64fs) ns Pulse Width Low tBCKL 0.4 x tBCK ns Pulse Width High tBCKH 0.4 x tBCK ns MS1542-J-00-PB 2013/06 - 17 - [AK4954A] Parameter External Slave Mode MCKI Input Timing Frequency 256fs 384fs 512fs 1024fs Pulse Width Low Pulse Width High LRCK Input Timing Frequency 256fs 384fs 512fs 1024fs Duty BICK Input Timing Period Pulse Width Low Pulse Width High External Master Mode MCKI Input Timing Frequency 256fs 384fs 512fs 1024fs Pulse Width Low Pulse Width High LRCK Output Timing Frequency Duty Cycle BICK Output Timing Period BCKO bit = “0” BCKO bit = “1” Duty Cycle MS1542-J-00-PB Symbol min typ max Unit fCLK fCLK fCLK fCLK tCLKL tCLKH 2.048 3.072 4.096 8.192 0.4/fCLK 0.4/fCLK - 24.576 18.432 24.576 12.288 - MHz MHz MHz MHz ns ns fs fs fs fs Duty 8 8 8 8 45 - 96 48 48 12 55 kHz kHz kHz kHz % tBCK tBCKL tBCKH 156.25 65 65 - - ns ns ns fCLK fCLK fCLK fCLK tCLKL tCLKH 2.048 3.072 4.096 8.192 0.4/fCLK 0.4/fCLK - 24.576 18.432 24.576 12.288 - MHz MHz MHz MHz ns ns fs Duty 8 - 50 96 - kHz % tBCK tBCK dBCK - 1/(32fs) 1/(64fs) 50 - ns ns % 2013/06 - 18 - [AK4954A] Parameter Audio Interface Timing Master Mode BICK “↓” to LRCK Edge (Note 35) LRCK Edge to SDTO (MSB) (Except I2S mode) BICK “↓” to SDTO SDTI Hold Time SDTI Setup Time Slave Mode LRCK Edge to BICK “↑” (Note 35) BICK “↑” to LRCK Edge (Note 35) LRCK Edge to SDTO (MSB) (Except I2S mode) BICK “↓” to SDTO SDTI Hold Time SDTI Setup Time Control Interface Timing (I2C Bus Mode): (Note 36) SCL Clock Frequency Bus Free Time Between Transmissions Start Condition Hold Time (prior to first clock pulse) Clock Low Time Clock High Time Setup Time for Repeated Start Condition SDA Hold Time from SCL Falling (Note 37) SDA Setup Time from SCL Rising Rise Time of Both SDA and SCL Lines Fall Time of Both SDA and SCL Lines Setup Time for Stop Condition Capacitive Load on Bus Pulse Width of Spike Noise Suppressed by Input Filter Symbol min typ max Units tMBLR tLRD −20 −35 - 20 35 ns ns tBSD tSDH tSDS −35 25 20 - 35 - ns ns ns tLRB tBLR tLRD 25 25 - - 45 ns ns ns tBSD tSDH tSDS 25 20 - 45 - ns ns ns fSCL tBUF tHD:STA tLOW tHIGH tSU:STA tHD:DAT tSU:DAT tR tF tSU:STO Cb tSP 1.3 0.6 1.3 0.6 0.6 0 0.1 0.6 0 - 400 0.3 0.3 400 50 kHz μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs pF ns Note 35. 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。 Note 36. I2C-bus は NXP B.V.の商標です。 Note 37.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。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 19 - [AK4954A] Parameter Symbol min typ max Unit Digital Audio Interface Timing; fs = 8kHz ~ 48kHz, CL=100pF DMCLK Output Timing Period tSCK 1/(64fs) ns Rising Time tSRise 10 ns Falling Time tSFall 10 ns Duty Cycle dSCK 40 50 60 % Audio Interface Timing DMDAT Setup Time tSDS 50 ns DMDAT Hold Time tSDH 0 ns Power-down & Reset Timing PDN Accept Pulse Width (Note 38) tAPD 1 μs PDN Reject Pulse Width (Note 38) tRPD 50 ns (Note 39) PMADL or PMADR “↑” to SDTO valid ADRST1-0 bits = “00” tPDV 2115 1/fs ADRST1-0 bits = “01” tPDV 4227 1/fs ADRST1-0 bits = “10” tPDV 267 1/fs ADRST1-0 bits = “11” tPDV 1059 1/fs (Note 40) PMDML or PMDMR “↑” to SDTO valid ADRST1-0 bits = “00” tPDV 2115 1/fs ADRST1-0 bits = “01” tPDV 4227 1/fs ADRST1-0 bits = “10” tPDV 267 1/fs ADRST1-0 bits = “11” tPDV 1059 1/fs Note 38. AK4954A は電源投入時に PDN pin を “L”でリセットされます。1μs 以上の PDN pin = “L”パルスでリ セットがかかります。50ns 以下の PDN pin= “L”パルスではリセットはかかりません。 Note 39. PMADL bit または PMADR bit を立ち上げてからの LRCK クロックの “↑”の回数です。 Note 40. PMDML bit または PMDMR bit を立ち上げてからの LRCK クロックの “↑”の回数です。 ■ タイミング波形 1/fCLK VIH MCKI VIL tCLKH tCLKL 1/fs 50%TVDD LRCK tLRCKH tLRCKL Duty = tLRCKH x fs x 100 tLRCKL x fs x 100 Figure 3. Clock Timing (PLL/EXT Master mode) MS1542-J-00-PB 2013/06 - 20 - [AK4954A] 50%TVDD LRCK tMBLR tBCKL BICK 50%TVDD tLRD tBSD SDTO 50%TVDD tSDS tSDH VIH SDTI VIL Figure 4. Audio Interface Timing (PLL/EXT Master mode) 1/fCLK VIH MCKI VIL tCLKH tCLKL 1/fs VIH LRCK VIL tLRCKH tLRCKL Duty = tLRCKH x fs x 100 tLRCKL x fs x 100 tBCK VIH BICK VIL tBCKH tBCKL Figure 5. Clock Timing (EXT Slave mode) MS1542-J-00-PB 2013/06 - 21 - [AK4954A] VIH LRCK VIL tLRB tBLR VIH BICK VIL tBSD tLRD SDTO 50%TVDD MSB tSDH tSDS VIH SDTI VIL Figure 6. Audio Interface Timing (PLL/EXT Slave mode) VIH SDA VIL tBUF tLOW tHIGH tR tF tSP VIH SCL VIL tHD:STA Stop tHD:DAT tSU:DAT Start tSU:STA tSU:STO Start Stop Figure 7. I2C Bus Mode Timing tSCK 65%AVDD 50%AVDD 35%AVDD DMCLK tSCKL tSRise tSFall dSCK = 100 x tSCKL / tSCK Figure 8. DMCLK Clock Timing MS1542-J-00-PB 2013/06 - 22 - [AK4954A] 65%AVDD DMCLK 35%AVDD tSDS tSDH VIH3 DMDAT VIL3 Figure 9. Audio Interface Timing (DCLKP bit = “1”) 65%AVDD DMCLK 35%AVDD tSDS tSDH VIH3 DMDAT VIL3 Figure 10. Audio Interface Timing (DCLKP bit = “0”) PMADL bit, PMADR bit, PMDML bit or PMDMR bit tPDV SDTO 50%TVDD Figure 11. Power Down & Reset Timing 1 tAPD tRPD PDN VIL Figure 12. Power Down & Reset Timing 2 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 23 - [AK4954A] パッケージ 32pin QFN 4.0 ± 0.1 B 2.8 ± 0.1 A 17 24 16 4.0 ± 0.1 2.8 ± 0.1 25 Exposed Pad 32 9 8 1 0.40 0.55 0.10 C 0.20 C 0.75 ± 0.05 0.35 ± 0.1 C0.35 0.20 ± 0.05 0.10 M C A B (Unit: mm) * パッケージ裏面の Exposed Pad は、グランドに接続してください。 ■ 材質・メッキ仕様 パッケージ材質: Epoxy Resin, ハロゲン(臭素、塩素)フリー リードフレーム材質: Cu Alloy リードフレーム処理: Solder (Pb free) plate MS1542-J-00-PB 2013/06 - 24 - [AK4954A] マーキング 4954A XXXX 1 XXXX: Date code (4 digit) Pin #1 indication 改訂履歴 Date (Y/M/D) 13/06/07 Revision 00 Reason 初版 Page Contents MS1542-J-00-PB 2013/06 - 25 - [AK4954A] 旭化成エレクトロニクス製品のご検討ありがとうございます。 より詳しい資料を用意しておりますので、お手数ですが弊社営業担 当、あるいは弊社特約店営業担当までお申し付けください。 重要な注意事項 0. 本書に記載された弊社製品(以下、「本製品」といいます。)、および、本製品の仕様につきまし 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、ご使用を検討の際に は、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当、あるいは弊社特約店営業担当 にご確認ください。 1. 本書に記載された情報は、本製品の動作例、応用例を説明するものであり、その使用に際して弊 社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありま せん。お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は、お客様の責任において行って頂 くとともに、当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対し、弊社はその責 任を負うものではありません。 2. 本製品は、医療機器、航空宇宙用機器、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、原子力制御用機器、 各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、生命、身体、 財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を要求される用途 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。万が一、これらの用途に 本製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責任を一切負うものではありま せん。 3. 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、電子製品は一般に誤作動または故障する場合が あります。本製品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により、生命、身体、財産等が侵 害されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製品に必要な安 全設計を行うことをお願いします。 4. 本製品および本書記載の技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用の目的、あるいは その他軍事用途の目的で使用しないでください。本製品および本書記載の技術情報を輸出または非居 住者に提供する場合は、「外国為替及び外国貿易法」その他の適用ある輸出関連法令を遵守し、 必要な手続を行ってください。本製品および本書記載の技術情報を国内外の法令および規則によ り製造、使用、販売を禁止されている機器・システムに使用しないでください。 5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せくださ い。本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制する RoHS 指令等、適用される 環境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お客様がかかる 法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いかねます。 6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じた場 合はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。 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。 MS1542-J-00-PB 2013/06 - 26 -