[AK5366] AK5366 24-Bit 48kHz ΔΣ ADC with Selector/PGA/ALC 概 要 AK5366は48kHzレコーディングシステム向けの高性能24bit ADCです。ADCはワイドダイナミックレン ジを実現するエンハンスト・デュアルビット方式を採用しています。AK5366は5ステレオ入力セレクタ 及びALC機能付きIPGAを内蔵し、入力プリアンプは外付け抵抗により入力レンジを可変にできるため、 DVDレコーダ等の録音機器用途に最適です。 特 長 1. 24bit Stereo ADC • 5ch Stereo Inputs Selector • Input PGA from +18dB to 0dB, 0.5dB Step • Peak Hold Function • Auto Level Control (ALC) Circuit • Digital HPF for offset cancellation (fc=1.0Hz@fs=48kHz) • Digital Attenuator from +8dB to −63dB, Mute • Soft Mute • Single-end Inputs • S/(N+D) : 94dB • DR, S/N : 103dB • Audio I/F Format : 24bit MSB justified, I2S 2. 3-wire Serial μP Interface / I2C-Bus 3. Master / Slave Mode 4. Master Clock : 256fs/384fs/512fs 5. Sampling Rate : 32kHz to 48kHz 6. Power Supply • AVDD: 4.75 ∼ 5.25V (typ. 5.0V) • DVDD: 3.0 ∼ 5.25V (typ. 3.3V) • TVDD: 3.0 ∼ 5.25V for Input tolerant (typ. 5.0V) 7. Ta = −40 ∼ 85°C 8. Package : 44pin LQFP 9. AK5365 Semi-Pin Compatible MS0309-J-01 2012/11 -1- [AK5366] ブロック図 M/S LOPIN LOUT SEL2 SEL1 SEL0 PDN I2C IPGAL LIN1 AVDD LIN2 AVSS LIN3 DVDD DVSS LIN4 Pre-Amp IPGA (ALC) LIN5 LRCK HPF DATT RIN1 Audio I/F Controller ADC BICK MCLK RIN2 Peak Hold Pre-Amp RIN3 SDTO TVDD RIN4 Control Register I/F IPGA (ALC) VCOM RIN5 ROPIN ROUT IPGAR SMUTE CSN CCLK CDTI CAD1 SCL SDA Block diagram MS0309-J-01 2012/11 -2- [AK5366] オーダリングガイド −40 ∼ +85°C AK5366 AK5366VQ AKD5366 44pin LQFP (0.8mm pitch) I2C M/S RIN1 TEST5 RIN2 TEST6 RIN3 TEST7 RIN4 TEST8 RIN5 ピン配置 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 LIN5 1 33 CSN/CAD1 TEST1 2 32 CCLK/SCL LIN4 3 31 CDTI/SDA TEST2 4 30 SEL2 LIN3 5 29 SEL1 TEST3 6 28 SEL0 LIN2 7 27 SMUTE TEST4 8 26 TVDD LIN1 9 25 PDN LOPIN 10 24 MCLK LOUT 11 23 LRCK AK5366VQ Top View MS0309-J-01 BICK SDTO DVDD DVSS VCOM AVSS AVDD ROPIN ROUT IPGAR IPGAL 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2012/11 -3- [AK5366] AK5365との互換性 AK5365 ALC CTRL max. 96kHz “0” : ALC=OFF “7FH” : 0dB “89H” : +4.5dB 0dB ∼ +12dB −72dB ∼ 0dB No No 100kHz No Pin 26 Pin 34 fs ALC bit default value IPGL/R7-0 default value REF7-0 bit default value IPGA Gain DATT Volume MCLK AC Coupling Input Peak Hold Circuit I2C Speed 5V tolerant AK5366 TVDD I2C max. 48kHz “1” : ALC=ON “80H” : 0dB “8EH” : +7.0dB 0dB ∼ +18dB −63dB ∼ +8dB Yes Yes 400kHz Yes (1) ピン互換性 Pin 26 Pin 34 AK5365 ALC CTRL AK5366 TVDD I2C (2) ソフトウェア互換性 Addr 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH Register Name Power Down & Reset Control Input Selector Control Clock & Format Control Timer Select Lch IPGA Control Rch IPGA Control ALC Mode Control 1 ALC Mode Control 2 Lch DATT Control Rch DATT Control Lch Peak Hold Low Byte Lch Peak Hold High Byte Rch Peak Hold Low Byte Rch Peak Hold High Byte D7 0 0 0 0 IPGL7 IPGR7 0 REF7 ATTL7 ATTR7 PHL7 PHL15 PHR7 PHR15 D6 0 0 0 0 IPGL6 IPGR6 0 REF6 ATTL6 ATTR6 PHL6 PHL14 PHR6 PHR14 D5 0 0 0 LTM1 IPGL5 IPGR5 ZELMN REF5 ATTL5 ATTR5 PHL5 PHL13 PHR5 PHR13 D4 0 0 0 LTM0 IPGL4 IPGR4 ALC REF4 ATTL7 ATTR4 PHL4 PHL12 PHR4 PHR12 D3 0 0 DIF ZTM1 IPGL3 IPGR3 FR REF3 ATTL7 ATTR3 PHL3 PHL11 PHR3 PHR11 D2 MCKPD SEL2 CKS1 ZTM0 IPGL2 IPGR2 LMTH REF2 ATTL7 ATTR2 PHL2 PHL10 PHR2 PHR10 D1 MCKAC SEL1 CKS0 WTM1 IPGL1 IPGR1 RATT REF1 ATTL7 ATTR1 PHL1 PHL9 PHR1 PHR9 D0 PWN SEL0 SMUTE WTM0 IPGL0 IPGR0 LMAT REF0 ATTL0 ATTR0 PHL0 PHL8 PHR0 PHR8 : AK5365からの変更部分 MS0309-J-01 2012/11 -4- [AK5366] ピン/機能 No. 1 Pin Name LIN5 I/O I 2 TEST1 I 3 LIN4 I 4 TEST2 I 5 LIN3 I 6 TEST3 I 7 LIN2 I 8 TEST4 I 9 10 11 12 13 14 15 16 17 LIN1 LOPIN LOUT IPGAL IPGAR ROUT ROPIN AVDD AVSS I I O I I O I - 18 VCOM O 19 20 21 22 DVSS DVDD SDTO BICK O I/O Function Lch Analog Input 5 Pin Test 1 Pin This pin should be connected to AVSS. Lch Analog Input 4 Pin Test 2 Pin This pin should be connected to AVSS. Lch Analog Input 3 Pin Test 3 Pin This pin should be connected to AVSS. Lch Analog Input 2 Pin Test 4 Pin This pin should be connected to AVSS. Lch Analog Input 1 Pin Lch Feedback Resistor Input Pin Lch Feedback Resistor Output Pin Lch IPGA Input Pin Rch IPGA Input Pin Rch Feedback Resistor Output Pin Rch Feedback Resistor Input Pin Analog Power Supply Pin, 4.75 ∼ 5.25V Analog Ground Pin Common Voltage Output Pin, AVDD/2 Bias voltage of ADC input. Digital Ground Pin Digital Power Supply Pin, 3.0 ∼ 5.25V Audio Serial Data Output Pin Audio Serial Data Clock Pin Note: All digital input pins except pull-down pins should not be left floating. Note: TEST1, TEST2, TEST3 and TEST4 pins should be connected to AVSS. MS0309-J-01 2012/11 -5- [AK5366] No. Pin Name 23 LRCK 24 MCLK I/O I/O I 25 PDN I 26 TVDD - 27 SMUTE I 28 29 30 SEL0 SEL1 SEL2 CDTI SDA CCLK SCL CSN CAD1 31 32 33 I I I I I/O I I I I 34 I2C I 35 M/S I 36 RIN1 I 37 TEST5 I 38 RIN2 I 39 TEST6 I 40 RIN3 I 41 TEST7 I 42 RIN4 I 43 TEST8 I 44 RIN5 I Function Output Channel Clock Pin Master Clock Input Pin Power-Down Mode Pin “H”: Power up, “L”: Power down reset and initializes the control register. Input Buffer Power Supply Pin, 3.0 ∼ 5.25V Soft Mute Pin (Internal Pull-down Pin, typ. 100kΩ) “H” : Soft Mute, “L” : Normal Operation Input Selector 0 Pin Input Selector 1 Pin Input Selector 2 Pin Control Data Input Pin in 3-wire Control (I2C pin = “L”) (I2C pin = “H”) Control Data Input / Output Pin in I2C Control Control Data Clock Pin in 3-wire Control (I2C pin = “L”) (I2C pin = “H”) Control Data Clock Pin in I2C Control Chip Select Pin in 3-wire Control (I2C pin = “L”) (I2C pin = “H”) Chip Address 1 Select Pin in I2C Control Control Mode Pin “H” : I2C Control , “L” : 3-wire Control Master / Slave Mode Pin “H” : Master Mode, “L” : Slave Mode Rch Analog Input 1 Pin Test 5 Pin This pin should be connected to AVSS. Rch Analog Input 2 Pin Test 6 Pin This pin should be connected to AVSS. Rch Analog Input 3 Pin Test 7 Pin This pin should be connected to AVSS. Rch Analog Input 4 Pin Test 8 Pin This pin should be connected to AVSS. Rch Analog Input 5 Pin Note: All digital input pins except pull-down pins should not be left floating. Note: TEST5, TEST6, TEST7 and TEST8 pins should be connected to AVSS. MS0309-J-01 2012/11 -6- [AK5366] 使用しないピンの処理について 使用しない入力ピンは下記の設定を行い、適切に処理して下さい。 区分 Analog Digital ピン名 LIN1-5 RIN1-5 IPGAL IPGAR LOPIN/LOUT ROPIN/ROUT SMUTE SEL2-0 CSN CCLK/SCL CDTI/SDA I2C 設定 オープン LOPIN/LOUT間を10kΩの抵抗で接続 ROPIN/ROUT間を10kΩの抵抗で接続 DVSSに接続 MS0309-J-01 2012/11 -7- [AK5366] 絶対最大定格 (AVSS=DVSS=0V; Note 1) Parameter Analog Power Supplies: Digital Input Buffer (Note 2) |AVSS – DVSS| (Note 3) Input Current, Any Pin Except Supplies Analog Input Voltage (Note 4) (LIN1-5, RIN1-5, LOPIN, ROPIN, IPGAL, IPGAR, M/S pins) Digital Input Voltage 1 (MCLK, BICK, LRCK, PDN pins) Digital Input Voltage 2 (SMUTE, SEL2-0, CSN/CAD1, CCLK/SCL, CDTI/SDA, I2C pins) Ambient Temperature (Powered applied) Storage Temperature Symbol AVDD DVDD TVDD ΔGND IIN min −0.3 −0.3 −0.3 - max 6.0 6.0 6.0 0.3 ±10 Unit V V V V mA VINA −0.3 AVDD+0.3 V VIND1 −0.3 DVDD+0.3 V VIND2 −0.3 TVDD+0.3 V Ta Tstg −40 −65 85 150 °C °C Note 1. 電圧は全てグランドピンに対する値です。 Note 2. SMUTE, SEL2-0, CSN/CAD1, CCLK/SCL, CDTI/SDA, I2C pinが5Vトレラントに対応します。 Note 3. AVSSとDVSSはアナロググランドに接続して下さい。 Note 4. M/S pinはディジタル入力ピンですが、アナログ入力ピンへのノイズ防止のため、 AVDDまたはAVSSに接続して下さい。 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、通常の動作は保証されません。 推奨動作条件 (AVSS=DVSS=0V; Note 1) Parameter Analog Power Supplies (Note 5) Digital Input Buffer Symbol AVDD DVDD TVDD min 4.75 3.0 DVDD typ 5.0 3.3 5.0 max 5.25 AVDD AVDD Unit V V V Note 1. 電圧は全てグランドピンに対する値です。 Note 5. AVDDとDVDD, TVDD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。 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。 MS0309-J-01 2012/11 -8- [AK5366] アナログ特性 (Ta=25°C; AVDD=TVDD=5.0V, DVDD=3.3V; AVSS=DVSS=0V; fs=48kHz; BICK=64fs; Signal Frequency=1kHz; 24bit Data; Measurement frequency=20Hz ∼ 20kHz at fs=48kHz; unless otherwise specified) Parameter min typ max Unit Pre-Amp Characteristics: Feedback Resistance 10 50 kΩ S/(N+D) (Note 6) 100 dB S/N (A-weighted) (Note 6) 108 dB Load Resistance (Note 7) 6.3 kΩ Load Capacitance 20 pF Input PGA Characteristics: Input Voltage (Note 8) 0.9 1 1.1 Vrms Input Resistance (Note 9) 6.3 10 15 kΩ Step Size 0.2 0.5 0.8 dB Gain Control Range ALC = OFF 0 +18 dB ALC = ON −9.5 +18 dB ADC Analog Input Characteristics: IPGA=0dB, ALC=OFF (Note 10) Resolution 24 Bits S/(N+D) (−0.5dBFS) 84 94 dB DR (−60dBFS, A-weighted) 96 103 dB S/N (A-weighted) 96 103 dB Interchannel Isolation (Note 11) 90 110 dB Interchannel Gain Mismatch 0.2 0.5 dB Gain Drift 100 ppm/°C Power Supply Rejection (Note 12) 50 dB Power Supplies Power Supply Current Normal Operation (PDN pin = “H”) AVDD DVDD+TVDD Power-down mode (PDN pin = “L”) AVDD DVDD+TVDD 23 4 35 8 mA mA 10 10 100 100 μA μA (Note 13) Note 6. 外付けの入力抵抗を47kΩ、Feedback抵抗を24kΩ、入力信号を2Vrmsにした場合にLOUT/ROUTで 測定した値です。 Note 7. LOUT/ROUT pinに外部でデバイスを接続した場合に、LOUT/ROUT pinがドライブできる外部デバイ スの入力インピーダンスの値です。LOUT/ROUT pinに通常接続されるFeedback抵抗(min. 10kΩ)と IPGAL/R pinの入力インピーダンス(min. 6.3kΩ)の値は含みません。 Note 8. ALC=OFFかつIPGA=0dB時の入力電圧のフルスケール(0dB)。 IPGAL, IPGAR pinへの入力電圧です。AVDD電圧に比例します。typ. Vin = 0.2 x AVDD (Vrms)。 Note 9. IPGAL, IPGAR pinの入力インピーダンスです。 Note 10. 測定値はPre-Amp → IPGA → ADCを通した値です。 この時の外付けの入力抵抗は47kΩ、Feedback抵抗は24kΩとします。 Note 11. Pre-Amp出力をIPGA入力レンジ相当(typ. 1Vrms)にする入力信号に対する、LIN1-5とRIN1-5間の全て のチャネル間アイソレーションです。 Note 12. AVDD, DVDD, TVDDに1kHz, 50mVppの正弦波を重畳した場合です。 Note 13. 全てのディジタル入力ピンをDVSSに固定した時の値です。 MS0309-J-01 2012/11 -9- [AK5366] フィルタ特性 (Ta=−40 ∼ 85°C; AVDD=4.75 ∼ 5.25V; DVDD=TVDD=3.0 ∼ 5.25V; fs=48kHz) Parameter Symbol min typ ADC Digital Filter (Decimation LPF): Passband (Note 14) −0.005dB PB 0 −0.02dB 21.768 −0.06dB 22.0 −6.0dB 24.0 Stopband SB 26.5 Passband Ripple PR Stopband Attenuation SA 80 Group Delay (Note 15) GD 31 Group Delay Distortion ΔGD 0 ADC Digital Filter (HPF): Frequency Response (Note 14) −3dB FR 1.0 −0.5dB 2.9 −0.1dB 6.5 max Unit 21.5 - kHz kHz kHz kHz kHz dB dB 1/fs μs ±0.005 Hz Hz Hz Note 14. 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、PB=21.768kHz (@−0.02dB)は0.454 x fsです。各応答は1kHzを基準にします。 Note 15. ディジタルフィルタによる遅延演算で、ディジタルフィルタにデータが入力されてから両チャネル の24ビットデータがADC出力レジスタにセットされるまでの時間です。 DC特性 (Ta=−40 ∼ 85°C; AVDD=4.75 ∼ 5.25V; DVDD=TVDD=3.0 ∼ 5.25V) Parameter Symbol min 70%DVDD VIH High-Level Input Voltage (Note 16) VIL Low-Level Input Voltage (Note 16) 50%DVDD VAC Input Voltage at AC Coupling (Note 17) DVDD−0.5 VOH High-Level Output Voltage (Iout=−400μA) Low-Level Output Voltage VOL (Except SDA pin : Iout=400μA) VOL (SDA pin : Iout=3mA) Input Leakage Current (Note 18) Iin - typ - max 30%DVDD - Unit V V V V - 0.5 0.4 ±10 V V μA Note 16. SMUTE, SEL2-0, CSN/CAD1, CCLK/SCL, CDTI/SDA, I2Cの各ピンは5Vトレラントに対応しますが、 入力レベル(VIH/VIL)は上記のDC特性に従います。 Note 17. MCLK pinにACカップル用のコンデンサを接続した場合。 Note 18. SMUTE pinは内部でプルダウンされています。(typ. 100kΩ) MS0309-J-01 2012/11 - 10 - [AK5366] スイッチング特性 (Ta=−40 ∼ 85°C; AVDD=4.75 ∼ 5.25V; DVDD=TVDD=3.0 ∼ 5.25V; CL=20pF) Parameter Symbol min Master Clock Timing 8.192 fCLK Frequency 0.3/fCLK tCLKL Pulse Width Low 0.3/fCLK tCLKH Pulse Width High 0.4/fCLK tACW AC Pulse Width (Note 19) LRCK Frequency Frequency Duty Cycle fsn Slave mode Master mode Audio Interface Timing Slave mode BICK Period BICK Pulse Width Low Pulse Width High LRCK Edge to BICK “↑” (Note 20) BICK “↑” to LRCK Edge (Note 20) LRCK to SDTO (MSB) (Except I2S mode) BICK “↓” to SDTO Master mode BICK Frequency BICK Duty BICK “↓” to LRCK BICK “↓” to SDTO typ 32 45 max Unit 24.576 MHz ns ns ns 48 55 kHz % % 50 tBCK tBCKL tBCKH tLRB tBLR tLRS tBSD fBCK dBCK tMBLR tBSD 35 35 ns ns ns ns ns ns ns 20 35 Hz % ns ns 160 65 65 30 30 64fs 50 −20 −20 Note 19. MCLKにコンデンサと抵抗を接続した場合のグランドに対するパルス幅です。 Note 20. 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。 MS0309-J-01 2012/11 - 11 - [AK5366] Parameter Symbol min Control Interface Timing (3-wire Serial mode): CCLK Period CCLK Pulse Width Low Pulse Width High CDTI Setup Time CDTI Hold Time CSN “H” Time CSN “↓” to CCLK “↑” CCLK “↑” to CSN “↑” tCCK tCCKL tCCKH tCDS tCDH tCSW tCSS tCSH 200 80 80 40 40 150 50 50 fSCL tBUF tHD:STA tLOW tHIGH tSU:STA tHD:DAT tSU:DAT tR tF tSU:STO tSP 1.3 0.6 1.3 0.6 0.6 0 0.1 0.6 0 tPD tPDV tPDV 150 Control Interface Timing (I2C Bus mode): 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 21) 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 Pulse Width of Spike Noise Suppressed by Input Filter Reset Timing PDN Pulse Width PDN “↑” to SDTO valid CSN “↑” to SDTO valid (Note 22) (Note 23) (Note 24) typ max Unit ns ns ns ns ns ns ns ns 400 0.3 0.3 50 516 516 kHz μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs ns ns 1/fs 1/fs Note 21. 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 22. AK5366はPDN pin = “L”でリセットされます。 Note 23. PDN pinを立ち上げてからのLRCKクロックの“↑”の回数です。 Note 24. CSNを立ち上げてからのLRCKクロックの“↑”の回数です。 MS0309-J-01 2012/11 - 12 - [AK5366] タイミング波形 1/fCLK VIH MCLK VIL tCLKH tCLKL 1/fs VIH LRCK VIL tBCK VIH BICK VIL tBCKH tBCKL Clock Timing 1/fCLK tACW 1000pF MCLK Input tACW Measurement Point 100kΩ AGND VAC AGND MCLK AC Coupling Timing (測定条件; 回路例はFigure 2を参照) MS0309-J-01 2012/11 - 13 - [AK5366] VIH LRCK VIL tBLR tLRB VIH BICK VIL tLRS tBSD SDTO 50%DVDD Audio Interface Timing (Slave mode) LRCK 50%DVDD tMBLR dBCK BICK 50%DVDD tBSD SDTO 50%DVDD Audio Interface Timing (Master mode) VIH CSN VIL tCCKL tCSS tCCKH VIH CCLK VIL tCDS tCDH VIH CDTI C1 C0 R/W VIL WRITE Command Input Timing MS0309-J-01 2012/11 - 14 - [AK5366] tCSW VIH CSN VIL tCSH VIH CCLK VIL VIH CDTI D2 D1 D0 VIL WRITE Data Input Timing 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 I2C Bus Mode Timing VIH CSN VIL tPDV SDTO 50%DVDD VIH PDN VIL tPDV SDTO 50%DVDD tPD PDN VIL Power Down & Reset Timing MS0309-J-01 2012/11 - 15 - [AK5366] 動作説明 システムクロック スレーブモード時、AK5366に必要とされるクロックはMCLK(256fs/384fs/512fs), BICK(48fs∼), LRCK(1fs)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。AK5366がスレーブモード 時にはマスタクロック周波数は内部で自動検出されます。Table 1に標準のオーディオレートに対してAK5366 に必要とされる各クロックの周波数を示します。CKS1-0 bitの設定は無視されます。 AK5366がマスタモード時には、MCLKのみが必要です。マスタクロック周波数をCKS1-0 bit(Table 2)で設定し ます。CKS1-0 bitを設定した直後では、BICKとLRCKの出力周波数やデューティが乱れる場合があります。 スレーブモードでの動作時(PDN pin = “H”かつPWN bit = “1”)は、各外部クロック(MCLK, BICK, LRCK)を止め てはいけません。これらのクロックが供給されない場合、内部にダイナミックなロジックを使用しているた め、過電流が流れ動作が異常になる可能性があります。クロックを止める場合はパワーダウン状態(PDN pin = “L”またはPWN bit = “0”)にして下さい。マスタモードではパワーダウン時以外は、外部クロック(MCLK)を供 給して下さい。 fs 32kHz 44.1kHz 48kHz MCLK 256fs 384fs 512fs 8.192MHz 12.288MHz 16.384MHz 11.2896MHz 16.9344MHz 22.5792MHz 12.288MHz 18.432MHz 24.576MHz Table 1. System clock example (Slave mode) CKS1 CKS0 MCLK 0 0 256fs Default 0 1 512fs 1 0 384fs 1 1 N/A Table 2. Master clock frequency select (Master mode) MS0309-J-01 2012/11 - 16 - [AK5366] [MCLKをACカップル入力する場合] MCKPD bitとMCKAC bitをコントロールすることによりMCLKのACカップル入力が可能になります。 Master Clock External Clock Direct Input (Figure 1) Status MCKAC bit Clock is supplied to MCLK pin. 0 Clock isn’t supplied to MCLK pin. 0 AC Coupling Input (Figure 2) Clock is supplied to MCLK pin. 1 Clock isn’t supplied to MCLK pin. 1 Table 3. “MCKPD” bit and “MCKAC” bit set for Master Clock Status MCKPD bit 0 Don’t care 0 1 (1) 外部クロックを直接入力する場合 MCLK MCKAC = "0" MCKPD = "0" External Clock AK5366 Figure 1. External Master Clock Input Block (2) ACカップルして入力する場合 C MCLK MCKAC = "1" MCKPD = "0" External Clock AK5366 Figure 2. External Clock mode (Input : ≥ 50%DVDD, ) - Note: This clock level must not exceed DVDD level. (C : 0.1μF) オーディオインタフェースフォーマット 2種類のデータフォーマットがDIF bit(Table 4)で選択できます。両モードとも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SDTOはBICKの立ち下がりで出力されます。オーディオインタフェースはマス タモードとスレーブモードに対応します。マスタモードではLRCKとBICKは出力になり、スレーブモードで は入力になります。マスタモード時のLRCK周波数とBICK周波数はそれぞれ1fsと64fsです。 Mode DIF bit 0 0 1 1 SDTO LRCK BICK ≥ 48fs (Slave) 24bit, MSB justified H/L 64fs (Master) ≥ 48fs (Slave) 24bit, I2S Compatible L/H 64fs (Master) Table 4. Audio Interface Format MS0309-J-01 Figure Figure 3 Default Figure 4 2012/11 - 17 - [AK5366] LRCK 0 1 2 31 0 1 2 20 21 22 23 24 20 21 22 23 24 31 0 1 BICK(64fs) SDTO(o) 23 22 4 3 2 1 0 23 22 4 3 2 1 0 23 23:MSB, 0:LSB Lch Data Rch Data Figure 3. Mode 0 Timing LRCK 0 1 2 3 21 22 23 24 25 0 1 2 21 22 23 24 25 0 1 BICK(64fs) SDTO(o) 23 22 4 3 2 1 0 23 22 4 3 2 1 0 23:MSB, 0:LSB Lch Data Rch Data Figure 4. Mode 1 Timing マスタモードとスレーブモードの切り替え マスタモードとスレーブモードの切り替えはM/S pinで行います。“H”でマスタモード、“L”でスレーブモード です。AK5366がマスタモードの時には、AK5366にMCLKを供給するとBICK, LRCKが出力されます。AK5366 がスレーブモードの時には、MCLK, BICK, LRCKを供給して下さい。 BICK, LRCK BICK = Input Slave Mode LRCK = Input BICK = Output Master Mode LRCK = Output Table 5. Master mode/Slave mode 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fcは、fs=48kHz時1.0Hzになっ ており、周波数応答はfsに比例します。 MS0309-J-01 2012/11 - 18 - [AK5366] パワーアップ/ダウン AK5366はPDN pinを“L”にすることでパワーダウンモードにできます。この時、同時にディジタルフィルタが リセットされます。このリセットは電源投入時に必ず一度行って下さい。パワーダウンモードが解除される と初期化サイクルが開始されます。そのため、出力データSDTOは516 x LRCKサイクル後確定します。 Power Supply PDN pin ADC Internal State 150ns PDN INITA Normal ALC bit “1” “0” ALC Function ON OFF Unknown (1) IPGA SDTO External clocks in slave mode Output “0” MCLK, BICK, LRCK Input The clocks can be stopped. External clocks MCLK Input in master mode BICK, LRCK in master mode BICK, LRCK Output Fixed to “L” Figure 5. Power-up Sequence • PDN : パワーダウン状態 • INITA : ADCアナログ部の初期化期間(516/fs) • (1) : ALC動作終了後のIPGA値は、ALC動作前、ALC動作中を通して最後に設定されたIPGA値に自動的 に設定されます。 ピークホールド回路 AK5366はピークホールド回路を内蔵します。この回路はLchとRchのオーディオデータをL/R独立にピークホ ールドします。ピークホールドした結果はレジスタに出力されます。上位バイトを読み出すとピークホール ド用のレジスタがリセットされます。下位・上位両バイトを読み出すためには、下位バイト→上位バイトと いう順で連続した読み出しを行って下さい。下位バイト読み出しの後、さらに下位バイトを読み出すと前回 の上位バイトは失われます。データの出力は絶対値で出力されます。フルスケール値は“FFFFH”です。 MS0309-J-01 2012/11 - 19 - [AK5366] 入力セレクタ AK5366は5ch入力セレクタをLch/Rchの両チャネルに内蔵します(Figure 6)。入力セレクタは5対1の入力セレク タになっています。入力セレクタの設定はSEL2-0 bit(Table 6)とSEL2-0 pin(Table 7)で設定します。設定は SEL2-0 pinがどれか1つでも“H”の場合、ピン設定が優先されるため、SEL2-0 bitで制御する場合はSEL2-0 pin を“LLL”に固定して下さい。 SEL2 bit 0 0 0 0 1 SEL1 bit SEL0 bit Input Selector 0 0 LIN1 / RIN1 0 1 LIN2 / RIN2 1 0 LIN3 / RIN3 1 1 LIN4 / RIN4 0 0 LIN5 / RIN5 Table 6. Input Selector (SEL2-0 pin = “LLL”) SEL2 pin L L L L H SEL1 pin SEL0 pin Input Selector L L LIN1 / RIN1 L H LIN2 / RIN2 H L LIN3 / RIN3 H H LIN4 / RIN4 L L LIN5 / RIN5 Table 7. Input Selector (SEL2-0 bit = “000”) Default LIN1 LIN2 LIN3 LIN4 Pre-Amp LIN5 RIN1 RIN2 Pre-Amp RIN3 RIN4 RIN5 Figure 6. Input Selector MS0309-J-01 2012/11 - 20 - [AK5366] [入力セレクタの切り替えについて] 入力セレクタの切り替え時のボツ音が気になる場合にはソフトミュートをかけてから切り替えを行って下さ い(Figure 7)。 ・入力セレクタ切り替えシーケンス 1. チャネル切り替えの前に、ソフトミュートをかける。 2. チャネル切り替えを行う。 3. ソフトミュートを解除する。 SMUTE D AT T Level (1) (1) A ttenuation (2) -∞ C hannel LIN 1/R IN 1 LIN 2/R IN 2 Figure 7. Input channel switching sequence example (1)の区間はDATTの設定値により異なります。DATT値が+8dBの時には、Muteされるまで1028/fsかかります。 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。 MS0309-J-01 2012/11 - 21 - [AK5366] 入力ATT AK5366の入力ピン(LIN1-5/RIN1-5)に入力抵抗(Ri)、LOPIN(ROPIN) pinとLOUT(ROUT) pin間に帰還抵抗(Rf) をつけることにより、入力ATTを構成できます(Figure 8)。IPGAL/IPGAR pinに入力可能な電圧はtyp. 0.2 x AVDD (Vrms)までです。従って、入力ピン(LIN1-5/RIN1-5)に直列で外付けされる入力抵抗Riの入力端に入力 される電圧が2Vrmsや4Vrmsのような過大振幅に対しては、RiとRfで過大振幅をtyp. 0.2 x AVDD (Vrms)まで減 衰させる必要があります。Table 8にRiとRfの定数例を示します。 Rf LOPIN Ri LIN1 Ri LIN2 Ri LIN3 LOUT IPGAL To IPGA Ri LIN4 Ri LIN5 Ri RIN1 Ri RIN2 Ri RIN3 Ri RIN4 Ri RIN5 Pre-Amp Pre-Amp To IPGA ROPIN ROUT IPGAR Rf Figure 8. Input ATT ・入力レンジに対する設定例 Input Range 4Vrms 2Vrms 1Vrms Ri [kΩ] 47 47 47 ATT Gain [dB] Rf [kΩ] 12 −11.86 24 −5.84 47 0 Table 8. Input ATT example MS0309-J-01 IPGAL/R pin 1.02Vrms 1.02Vrms 1Vrms 2012/11 - 22 - [AK5366] 入力ボリューム ADCの前段に37レベル(0dB ∼ +18dB)、0.5dBステップの2ch独立のアナログボリューム(IPGA)を内蔵します。 IPGAはアナログボリュームのため、ディジタル方式に比べてS/N改善に効果があります(Table 9)。さらにゼロ クロス検出機能を持ち、ゼロクロス検出は各ch独立に行われます。ゼロクロスしない場合はタイムアウトで 強制的に切り替わります(Table 10)。その際、タイムアウト時間は1/fsに比例します。ゼロクロスまたはタイ ムアウトでIPGAが切り替わる前にIPGAレジスタに新しい値を書き込むと、前回のIPGA値は無効になります。 また、タイムアウトのためのタイマ(L/R独立)がリセットされ、書き込んだ新しいIPGA値への変更動作が始ま ります。 Input Gain Setting 0dB +6dB fs=48kHz, A-weight 103dB 100dB Table 9. PGA+ADC S/N ZTM1 0 0 1 1 ZTM0 0 1 0 1 +18dB 89dB ゼロクロスタイムアウト時間 @fs=48kHz 288/fs 6ms 1152/fs 24ms 2304/fs 48ms 4608/fs 96ms Table 10. Zero crossing timeout period Default [ALC Enable時の書き込み動作について] ALC動作中は、IPGL/Rのレジスタ(04H, 05H)におけるIPGAの領域(80H以上の値)に書き込みを行っても Enable中は反映されません。ALCがDisableされた後、ゼロクロスかゼロクロスタイムアウト時にその値が 反映されます。DATTの領域(アドレス08H, 09H)に書き込みを行うと、ALC動作中でも書き込まれたデータ が反映されます。 出力ボリューム AK5366はADCの後段にチャネル独立ディジタル出力ボリューム(DATT)を内蔵します。このボリュームは 0.5dBステップ、144レベル(−63dB ∼ +8dB, Mute)のディジタルボリュームです。設定値間の遷移はソフト遷移 です。従って、遷移中にスイッチングノイズは発生しません。90H以上の書き込みは禁止です。 ATTL/R7-0 Attenuation 8FH +8.0dB 8EH +7.5dB : : 81H +1.0dB 80H +0.5dB 7FH 0dB Default 7EH −0.5dB 7DH −1.0dB : : 02H −62.5dB 01H −63dB 00H Mute (−∝) Table. 11. DATT Code Table MS0309-J-01 2012/11 - 23 - [AK5366] ALC動作 [1] ALCリミッタ動作 ALCリミッタ動作では、IPGAのLch/Rchの入力レベルのどちらかがALCリミッタ検出設定レベル(LMTH bitで 設定)を越えた場合、ALCリミッタATTステップ(LMAT bitで設定)分だけ自動的にIPGA値を減衰させます。こ の時、IPGA値の変更はすべてLch/Rch共通で行われます。 ZELMN bit = “1”の時、この減衰動作はLTM1-0 bitで設定された周期で、入力レベルがALCリミッタ検出設定 レベル(LMTH bitで設定)以下になるまで連続的に行われます。また、減衰動作終了後でもALC bitを“0”にしな い限り、再び入力レベルがALCリミッタ検出設定レベル(LMTH bitで設定)を越えれば、この減衰動作は繰り 返されます。 ZELMN bit = “0”の時、ALCリミッタ動作はZTM1-0 bitで設定した時間でゼロクロス検出動作を行いながら、 IPGA値を自動的に減衰させます。 FR bit = “1”の時、AK5366は通常のALC動作に加えてインパルス性のノイズにも対応したALC動作を行いま す。この時、ZELMN bit = “0”であれば、インパルス性のノイズが入力されると、ZTM1-0 bitで設定された値 よりも早いサイクルでALC動作を行います。ZELMN bit = “1”の場合は、LTM1-0 bitで設定された値でALCリ ミッタ動作を行います。FR bit = “0”の時は、ZELMN bitに関わらず通常のALC動作になります。 [2] ALCリカバリ動作 ALCリカバリ動作は、WTM1-0 bitで設定された時間だけ待機を行い、この間、入力信号のLchとRchの両方が ALCリカバリ待機カウンタリセットレベル(LMTH bitで設定)を越えることがなければ、ALCリカバリ動作を 行います。このALCリカバリ動作は、ZTM1-0 bitで設定した時間でゼロクロス検出動作を行いながら、IPGA 値を自動的に設定された基準レベル(REF7-0 bitで設定)まで増加させます。このALCリカバリ動作はWTM1-0 bitで設定した周期で行われます。WTM1-0 bitで設定した期間中にゼロクロス動作が終了した場合、WTM1-0 bit で設定した期間まで待機して、次のリカバリ動作に入ります。 ALCリカバリ動作中またはリカバリ待機中、IPGAのLch/Rchの入力レベルのどちらかがALCリミッタ検出設 定レベル(LMTH bitで設定)を越えた場合、直ちにALCリミッタ動作に入ります。 また、ALCリカバリ待機中に (ALCリカバリ待機カウンタリセットレベル) ≤ Input Signal ≤ (ALCリミッタ検出レベル) となっている場合、待機タイマはリセットされます。そのため、 (ALCリカバリ待機カウンタリセットレベル) > Input Signal となった時点から、待機時間のカウンタが開始されます。 FR bit = “1”の時、インパルス性のノイズが入力されると、WTM1-0 bit、ZTM1-0 bitで設定された値よりも早 いサイクルで動作を行います。FR bit = “0”の時は、通常のALC動作になります。 MS0309-J-01 2012/11 - 24 - [AK5366] [3] ALCレベルダイアグラム (1) ALC=OFF時 Figure 9, 10にALC=OFF時のレベルダイアグラム例を示します。Figure 9は入力ATTで−12dBし、IPGA値の設定 により、出力を0dBに合わせた場合のレベルダイアグラム例です。 Input ATT IPGA ADC -12dB 4Vrms -12dB 2Vrms -12dB 1Vrms 0dBFS +6dB -12dB +12dB Figure 9. ALC Level diagram example (ALC=OFF) Figure 10は入力ATTで−6dBし、IPGA値の設定により、出力を0dBに合わせた場合のレベルダイアグラム例で す。 Input ATT IPGA ADC -6dB 2Vrms -6dB 1Vrms 0dBFS -6dB +6dB 0.5Vrms -6dB +12dB Figure 10. ALC Level diagram example (ALC=OFF) MS0309-J-01 2012/11 - 25 - [AK5366] (2) ALC=ON時 Figure 11, 12にALC=ON時のレベルダイアグラム例を示します。Figure 11は入力ATTで−12dBしREF7-0 bitを “8CH”に設定した場合のレベルダイアグラム例です。 Input ATT ALC ADC -12dB 4Vrms -12dB 2Vrms -12dB 1Vrms 0dBFS -0.5dBFS -0.5dB +5.5dB 0.5Vrms -6dBFS -12dB +6dB 0.25Vrms -12dBFS Figure 11. ALC Level diagram example (ALC=ON, LMTH bit=“0”) Figure 12は入力ATTで−6dBしREF7-0 bitを“8CH”に設定した場合のレベルダイアグラム例です。 Input ATT ALC ADC -6dB 2Vrms -6dB 1Vrms 0dBFS -0.5dBFS -0.5dB -6dB +5.5dB 0.5Vrms -6dBFS -6dB +6dB 0.25Vrms -12dBFS Figure 12. ALC Level diagram example (ALC=ON, LMTH bit=“0”) MS0309-J-01 2012/11 - 26 - [AK5366] [4] ALC動作設定手順 ALC動作中は、以下のビットの変更を禁止します。 ・LTM1-0, LMTH, LMAT, WTM1-0, ZTM1-0, RATT, REF7-0, ZELMNの各ビット ・ALC開始時にIPGA値の値がLchとRchで異なっている場合は、LchのIPGA値がスタート値になります。 ・ALC動作中は、IPGL/Rのレジスタ(04H, 05H)におけるIPGAの領域(80H以上の値)に書き込みを行って もEnable中は反映されません。ALCがDisableされた後、ゼロクロスかゼロクロスタイムアウト時にそ の値が反映されます。DATTの領域(アドレス08H, 09H)に書き込みを行うと、ALC動作中でも書き込ま れたデータが反映されます。 PDN = “L” → “H” ALC Operation ALC OFF (WR: ALC = “0”) マニュアルモード Set (SEL2-0 bits or SEL2-0 pins) WR (ZTM1-0, WTM1-0, LTM1-0) WR (LMAT, RATT, LMTH) WR (REF7-0) WR (IPGA7-0) (1) WR (ALC = “1”) (2) ALC 動作 No ALC 動作終了? (1) Yes WR (ALC = “0”) (2) ALC 動作を終了し、マニュアルモードへ Note : WR : Write Figure 13. Registers set-up sequence at ALC operation (1)でソフトミュートをかけ、(2)でソフトミュートを解除します。 Note : ALC動作終了後のIPGA値は、ALC動作前、ALC動作中を通して最後に設定されたIPGA値に自動的に設 定されます。 MS0309-J-01 2012/11 - 27 - [AK5366] [5] ALC動作前後のIPGA値について ALC動作終了後のIPGA値は、ALC動作前、ALC動作中を通して最後に設定されたIPGA値に自動的に設定され ます。 [動作例1] 1. ALC=OFFの状態で、IPGA値を+12dBに設定する。DATTは0dB設定。 2. ソフトミュートをかけ、ALCをONにする。 3. ソフトミュートを解除する。 4. ALC動作中。この時、IPGA値は−9.5dBからREF7-0 bitで設定された値の間で動作します。 5. ソフトミュートをかけ、ALCをOFFにする。 6. ソフトミュートを解除する。この時、IPGA値は自動的に+12dBに設定されます。DATTは0dBです。 [動作例2] 1. ALC=OFFの状態で、IPGA値を+12dBに設定する。DATTは0dB設定。 2. ソフトミュートをかけ、ALCをONにする。 3. ソフトミュートを解除する。 4. ALC動作中。この時、IPGA値は−9.5dBからREF7-0 bitで設定された値の間で動作します。ALC動作中 にDATTを−10dB設定にする。 5. ソフトミュートをかけ、ALCをOFFにする。 6. ソフトミュートを解除する。この時、IPGA値は+12dBに設定され、DATTは−10dBが設定されます。 ソフトミュート機能 ADC出力のディジタル部にソフトミュート機能を内蔵します。ソフトミュートはSMUTE bitまたはSMUTE pin でコントロールできます。設定はビットとピンでORが取られます。SMUTE bitを“1”またはSMUTE pinを“H” にすると1028LRCKサイクル以内でADCの出力データが−∞ (“0”)までアテネーションされます。SMUTE bitを “0”かつSMUTE pinを“L”にすると−∞状態が解除され、−∞から1028LRCKサイクル以内で設定されたDATT値ま で復帰します。ソフトミュート開始後、ミュート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 サイクルで設定されたDATT値まで復帰します。 ソフトミュート機能はディジタルボリューム(DATT)と共通です。 SM U T E D AT T Level (1) (3) Attenuation -∞ GD (2) GD SD T O Figure 14. Soft Mute Function (1) 1028LRCKサイクル以内(1028/fs)で出力データが−∞ (“0”)までアテネーションされます。 (2) アナログ入力に対するディジタル出力は群遅延(GD)をもちます。 (3) ミュートされる前にソフトミュートが解除されるとアテネーションが中断され、同じサイクルで設定さ れたDATT値まで復帰します。 MS0309-J-01 2012/11 - 28 - [AK5366] チップアドレスの設定 3線式シリアルコントロールの場合はC1 bit = “1”, C0 bit = “0”固定です。3線シリアルコントロールの場合、 CAD1ピンはCSNピンとして使用されます。I2Cバスコントロールの場合のチップアドレス(C1-0ビット)と CAD1ピンの関係をTable 12に示します。 CAD1 pin C1 bit C0 bit L 0 Fixed to “1” H 1 Fixed to “1” 2 Table 12. Chip address in I C-bus control Note : CAD1ピンの設定とソフト側で設定するC1ビットは必ず一致させる必要があります。 シリアルコントロールインタフェース (1) 3線シリアルコントロールモード (I2C pin = “L”) レジスタ設定は3線式シリアルI/Fピン(CSN, CCLK, CDTI)で書き込みを行います。I/F上のデータはChip address (2bits, C1は“1”固定、C0は“0”固定), Read/Write (1bit), Register address (MSB first, 5bits) と Control Data (MSB first, 8bits)で構成されます。データ送信側はCCLKの“↓”で各ビットを出力し、受信側は“↑”で取り込みます。デー タの書き込みはCSNの“↑”で有効になります。CCLKのクロックスピードは5MHz (max)です。PDN pin = “L”で レジスタの値はリセットされます。 CSN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C1 C0 R/W A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CCLK CDTI C1 - C0 : Chip Address (C1="1", C0="0") R/W : READ / WRITE (Fixed to "1" : WRITE only) A4 - A0 : Register Address D7 - D0 : Control Data Figure 15. Serial Control I/F Timing MS0309-J-01 2012/11 - 29 - [AK5366] (2) I2Cバスコントロールモード (I2C pin = “H”) AK5366のI2Cバスモードのフォーマットは、高速モード(max:400kHz)に対応します。 (2)-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 16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 22)。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5ビットは“00100”固定、次の1ビット はアクセスするICを選ぶためのアドレスビットで、CAD1 pinにより設定されます(Figure 17)。アドレスが一致 した場合、AK5366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 23)。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 18)。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 19)。AK5366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 22)。 AK5366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“0DH”を越えるデータを送ると、内部レジスタに対応するアドレスカウンタはロ ールオーバし、アドレス“00H”から順に格納されます。 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 24)。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 Data(n+1) A C K A C K Data(n+x) A C K A C K P A C K Figure 16. Data Transfer Sequence at the I2C-Bus Mode 0 0 1 0 0 CAD1 1 R/W A2 A1 A0 D2 D1 D0 (CAD1はCAD1ピンにより設定) Figure 17. The First Byte 0 0 0 A4 A3 Figure 18. The Second Byte D7 D6 D5 D4 D3 Figure 19. Byte Structure after the second byte MS0309-J-01 2012/11 - 30 - [AK5366] (2)-2. READ命令 R/W bitが“1”の場合、AK5366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“0DH”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。 AK5366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)-2-1. カレントアドレスリード AK5366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、 AK5366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) A C K Data(n+1) Data(n+2) A C K A C K Data(n+x) A C K A C K P A C K Figure 20. CURRENT ADDRESS READ (2)-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。AK5366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。AK5366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ーを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 Slave S Address Sub Address(n) A C K A C K S T O P R/W="1" Data(n) A C K Data(n+1) A C K Data(n+x) A C K A C K P A C K Figure 21. RANDOM ADDRESS READ MS0309-J-01 2012/11 - 31 - [AK5366] SDA SCL S P start condition stop condition Figure 22. START and STOP Conditions 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 23. Acknowledge on the I2C-Bus SDA SCL data line stable; data valid change of data allowed Figure 24. Bit Transfer on the I2C-Bus MS0309-J-01 2012/11 - 32 - [AK5366] ピンとビットによるコントロール Function Input Selector Soft Mute Pin SEL2-0 Pin “LLL” : L1/R1 “LLH” : L2/R2 “LHL” : L3/R3 “LHH” : L4/R4 “HLL” : L5/R5 SMUTE Pin (Internal Pull-down) “L” : Normal operation “H” : Soft muted Table 13. Pin and Bit control bit SEL2-0 bit “000” : L1/R1 “001” : L2/R2 “010” : L3/R3 “011” : L4/R4 “100” : L5/R5 SMUTE bit “0” : Normal operation “1” : Soft muted Note : 入力セレクタはSEL2-0 pinのどれか1つでも“H”の場合は、ピン設定が優先されます。 ソフトミュートは、ピンとビットでORが取られます。 レジスタマップ Addr 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH Register Name Power Down & Reset Control Input Selector Control Clock & Format Control Timer Select Lch IPGA Control Rch IPGA Control ALC Mode Control 1 ALC Mode Control 2 Lch DATT Control Rch DATT Control Lch Peak Hold Low Byte Lch Peak Hold High Byte Rch Peak Hold Low Byte Rch Peak Hold High Byte D7 0 0 0 0 IPGL7 IPGR7 0 REF7 ATTL7 ATTR7 PHL7 PHL15 PHR7 PHR15 D6 0 0 0 0 IPGL6 IPGR6 0 REF6 ATTL6 ATTR6 PHL6 PHL14 PHR6 PHR14 D5 0 0 0 LTM1 IPGL5 IPGR5 ZELMN REF5 ATTL5 ATTR5 PHL5 PHL13 PHR5 PHR13 D4 0 0 0 LTM0 IPGL4 IPGR4 ALC REF4 ATTL7 ATTR4 PHL4 PHL12 PHR4 PHR12 D3 0 0 DIF ZTM1 IPGL3 IPGR3 FR REF3 ATTL7 ATTR3 PHL3 PHL11 PHR3 PHR11 D2 MCKPD SEL2 CKS1 ZTM0 IPGL2 IPGR2 LMTH REF2 ATTL7 ATTR2 PHL2 PHL10 PHR2 PHR10 D1 MCKAC SEL1 CKS0 WTM1 IPGL1 IPGR1 RATT REF1 ATTL7 ATTR1 PHL1 PHL9 PHR1 PHR9 D0 PWN SEL0 SMUTE WTM0 IPGL0 IPGR0 LMAT REF0 ATTL0 ATTR0 PHL0 PHL8 PHR0 PHR8 PDN pin = “L” resets the registers to their default values. Note: “0”で指定されたビットへの“1”の書き込みは禁止です。 Note: アドレス00H ∼ 09H以外のアドレスへの書き込みは禁止です。 Note: 3線シリアルコントロールにはRead機能はありません。 Read機能はI2Cコントロールのみサポートします。 MS0309-J-01 2012/11 - 33 - [AK5366] 詳細説明 Addr 00H Register Name Power Down & Reset Control R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D3 0 RD 0 D2 MCKPD R/W 0 D1 MCKAC R/W 0 D0 PWN R/W 1 PWN: Power down control 0 : Power down. All registers are not initialized. 1 : Normal Operation (Default) “0”でデバイス全体がパワーダウンされます。この時、IPGA及びADCは動作できません。この ビットによるパワーダウン時はコントロールレジスタの内容は初期化されません。また、コ ントロールレジスタへの書き込みも可能です。 マスタクロック周波数やサンプリング周波数が変化した時、リセットフリー回路を内蔵して いますので、PDN pinまたはPWN bitでリセットする必要はありませんが、リセットすること でノイズが低減できます。 MCKAC: Master clock input mode select 0 : CMOS input (Default) 1 : AC coupling input MCKPD: MCLK input buffer control 0 : Enable (Default) 1 : Disable ACカップル入力している場合にMCLKを止める時にはMCKPD bitを“1”にして下さい。 Addr 01H SEL2-0: Addr 02H Register Name Input Selector Control R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D3 0 RD 0 D2 SEL2 R/W 0 D1 SEL1 R/W 0 D0 SEL0 R/W 0 D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D3 DIF R/W 0 D2 CKS1 R/W 0 D1 CKS0 R/W 0 D0 SMUTE R/W 0 Input selector (see Table 6) 初期値は“000”です。 Register Name Clock & Format Control R/W Default SMUTE: Soft Mute control 0 : Normal Operation (Default) 1 : SDTO outputs soft-muted CKS1-0: Master clock frequency select (see Table 2) 初期値は“00”です。 DIF: Audio interface format (see Table 4) 初期値は“0” (24bit, MSB first)です。 MS0309-J-01 2012/11 - 34 - [AK5366] Addr 03H Register Name Timer Select R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 LTM1 R/W 1 D4 LTM0 R/W 0 D3 ZTM1 R/W 1 D2 ZTM0 R/W 0 D1 WTM1 R/W 1 D0 WTM0 R/W 1 WTM1-0: ALC Recovery waiting time (see Table 14) ALC動作中にリミッタ動作が発生しない場合、リカバリ動作を行う周期です。 WTM1 0 0 1 1 WTM0 ALCリカバリ周期 @fs=48kHz 0 288/fs 6ms 1 1152/fs 24ms 0 2304/fs 48ms 1 4608/fs 96ms Table 14. ALC recovery waiting time Default ZTM1-0: Zero crossing timeout (see Table 15) マイコン書き込み動作、ALCリミッタ(ZELMN bitが“0”の場合)及びALCリカバリ動作により、 ゲインが変更されるのは、L/Rが独立にそれぞれゼロクロスするかまたはタイムアウトした場 合です。 ZTM1 0 0 1 1 ZTM0 0 1 0 1 ゼロクロスタイムアウト時間 @fs=48kHz 288/fs 6ms 1152/fs 24ms 2304/fs 48ms 4608/fs 96ms Table 15. Zero crossing timeout Default LTM1-0: ALC Limiter period (see Table 16) ZELMN bitが“1”の場合、ALCリミッタ動作により、IPGA値は瞬時に変更されます。IPGA値が 連続して変更される場合はLTM1-0 bitで設定された周期で変更が行われます。 LTM1 0 0 1 1 LTM0 0 1 0 1 @fs=48kHz ALCリミッタ変更周期 3/fs 63μs 6/fs 125μs 12/fs 250μs 24/fs 500μs Table 16. ALC limiter period MS0309-J-01 Default 2012/11 - 35 - [AK5366] Addr 04H 05H Register Name Lch IPGA Control Rch IPGA Control R/W Default D7 IPGL7 IPGR7 R/W 1 D6 IPGL6 IPGR6 R/W 0 D5 IPGL5 IPGR5 R/W 0 D4 IPGL4 IPGR4 R/W 0 D3 IPGL3 IPGR3 R/W 0 D2 IPGL2 IPGR2 R/W 0 D1 IPGL1 IPGR1 R/W 0 D0 IPGL0 IPGR0 R/W 0 IPGL/R7-0: Input PGA control (see Table 17) 初期値は“80H”です。 7FH以下の書き込みは禁止です。 ALC OFF時には通常のアナログボリュームとして使用することが可能です。ボリューム変更時には L/R独立にゼロクロス検出動作を行います。ゼロクロスタイムアウト時間はZTM1-0 bitで設定できま す。 ALC動作中は、IPGL/Rのレジスタ(04H, 05H)におけるIPGAの領域(80H以上の値)に書き込みを行って もEnable中は反映されません。ALCがDisableされた後、ゼロクロスかゼロクロスタイムアウト時にそ の値が反映されます。DATTの領域(レジスタ08H, 09H)に書き込みを行うと、ALC動作中でも書き込ま れたデータが反映されます。 Data (hex) A4H : 9EH : 98H 97H 96H : 82H 81H 80H Gain (dB) +18 : +15 : +12 +11.5 +11 : +1.0 +0.5 0 Step幅 (dB) 0.5 0.5 0.5 0.5 IPGA 0.5 0.5 0.5dB stepのアナログボリューム 0.5 0.5 0.5 0.5 Table 17. IPGA Code Table MS0309-J-01 2012/11 - 36 - [AK5366] Addr 06H LMAT: Register Name ALC Mode Control 1 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 ZELMN R/W 1 D4 ALC R/W 1 D3 FR R/W 1 D2 LMTH R/W 0 D1 RATT R/W 0 D0 LMAT R/W 0 ALC Limiter ATT step (see Table 18) ALCリミッタ動作時、入力信号が設定されたALCリミッタ検出レベル(LMTHで設定)を越えた 場合、現在のIPGA値から減衰させるステップ数を設定します。例えば、現在値が94Hの場合、 LMAT = “1”に設定しておくと、ALCリミッタ動作によってIPGA値は92Hに変更され、 1dB(=0.5dB x 2)減衰されます。 LMAT ATT Step 0 1 Default 1 2 Table 18. ALC limiter ATT step RATT: ALC Recovery gain step (see Table 19) ALCリカバリ動作時、現在のIPGA値から変更させるステップ数を設定します。例えば、現在 のIPGA値が82Hの場合、RATT bit = “1”に設定しておくと、ALCリカバリ動作によってIPGA 値は84Hに変更され、1.0dB(=0.5dB x 2)増加されます。IPGA値が基準レベル(REF7-0 bits)に達 した場合、IPGA値の増加は行いません。 RATT Gain Step 0 1 Default 1 2 Table 19. ALC recovery gain step LMTH: ALC Limiter detection level / Recovery waiting counter reset level (see Table 20) ALCリミッタ検出レベル及びALCリカバリ待機カウンタリセットレベルを設定します。 LMTH 0 1 ALCリミッタ検出レベル ALCリカバリ待機カウンタリセットレベル ALC Output ≥ −0.5dBFS −0.5dBFS > ALC Output ≥ −2.5dBFS ALC Output ≥ −2.0dBFS −2.0dBFS > ALC Output ≥ −4.0dBFS Table 20. ALC Limiter detection level / Recovery waiting counter reset level Default FR: ALC fast recovery 0 : Disable 1 : Enable (Default) インパルス性のノイズが入力された場合、通常より早いサイクルでリカバリ動作を行います。 ALC: ALC enable flag 0 : ALC Disable 1 : ALC Enable (Default) ZELMN: Zero crossing enable flag at ALC limiter operation 0 : Enable 1 : Disable (Default) “0”の時、ALCリミッタ動作によりIPGA値が変更されるのは毎チャネル独立にそれぞれゼロク ロスするか、またはタイムアウトした時です。ゼロクロスタイムアウト時間は、ALCリカバ リ動作時のゼロクロスタイムアウト時間と同じです。“1”の時、ALCリミッタ動作によりIPGA 値は瞬時に変更されます。ALCリミッタの動作周期は、ZELMN bitが“0”の場合はZTM1-0 bit で設定され、ZELMN bitが“1”の場合はLTM1-0 bitによって設定できます。 MS0309-J-01 2012/11 - 37 - [AK5366] Addr 07H Register Name ALC Mode Control 2 R/W Default REF7-0: D7 REF7 R/W 1 D6 REF6 R/W 0 D5 REF5 R/W 0 D4 REF4 R/W 0 D3 REF3 R/W 1 D2 REF2 R/W 1 D1 REF1 R/W 1 D0 REF0 R/W 0 Reference value at ALC recovery operation (see Table 21) ALCリカバリ動作中、REF7-0 bitで設定された基準値に達した場合、基準値以上のゲイン動作 は行いません。Table 21以外の値には設定しないで下さい。 DATA (hex) Gain (dB) A4H +18.0 : : 90H +8.0 8FH +7.5 8EH +7.0 Default 8DH +6.5 : : 89H +4.5 : : 81H +0.5 80H 0 Table 21. Reference value at ALC recovery operation Addr 08H 09H Register Name Lch DATT Control Rch DATT Control R/W Default D7 ATTL7 ATTR7 R/W 0 D6 ATTL6 ATTR6 R/W 1 D5 ATTL5 ATTR5 R/W 1 D4 ATTL4 ATTR4 R/W 1 D3 ATTL3 ATTR3 R/W 1 D2 ATTL2 ATTR2 R/W 1 D1 ATTL1 ATTR1 R/W 1 D0 ATTL0 ATTR0 R/W 1 ATTL/R7-0: Digital output volume control (see Table 11) 初期値は“7FH”です。 90H以上の書き込みは禁止です。 PDN pin = “L”の時にはATTL/R7-0 bitは“7FH”に初期化されます。 PWN bit = “0”の時には、初期化されず最後に設定された値を保持します。 Addr 0AH 0BH 0CH 0DH Register Name Lch Peak Hold Low Byte Lch Peak Hold High Byte Rch Peak Hold Low Byte Rch Peak Hold High Byte R/W Default D7 PHL7 PHL15 PHR7 PHR15 D6 PHL6 PHL14 PHR6 PHR14 D5 PHL5 PHL13 PHR5 PHR13 0 0 0 D4 PHL4 PHL12 PHR4 PHR12 RD 0 D3 PHL3 PHL11 PHR3 PHR11 D2 PHL2 PHL10 PHR2 PHR10 D1 PHL1 PHL9 PHR1 PHR9 D0 PHL0 PHL8 PHR0 PHR8 0 0 0 0 PHL15-0: Lch Peak Hold Low/High Byte PHR15-0: Rch Peak Hold Low/High Byte Lch/RchのオーディオデータをL/R独立にピークホールドします。上位バイトを読み出すとリ セットされます。下位・上位両バイトを読み出すためには、下位バイト→上位バイトという 順で連続した読み出しを行って下さい。下位バイト読み出しの後、さらに下位バイトを読み 出すと前回の上位バイトは失われます。出力は絶対値で出力されます。フルスケール値は “FFFFh”です。 PDN pin = “L”またはPWN bit = “0”で初期化されます。 MS0309-J-01 2012/11 - 38 - [AK5366] システム設計 Figure 25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(AKD5366)を参照して下さい。 • マスタモード、3線シリアルコントロールモード(I2C pin = “L”) 43 42 41 40 39 38 37 36 35 TEST6 RIN2 TEST5 RIN1 M/S 47k 1μ 34 I2C 44 RIN3 1μ 47k TEST7 1μ 47k RIN4 1μ 47k TEST8 1μ 47k RIN5 1μ 1μ 47k 1 LIN5 CSN/CAD1 33 2 TEST1 CCLK/SCL 32 3 LIN4 CDTI/SDA 31 47k 4 TEST2 1μ SEL2 30 47k Top View 5 LIN3 6 TEST3 1μ 47k SEL1 29 7 LIN2 SMUTE 27 8 TEST4 1μ DSP and uP SEL0 28 TVDD 26 47k 9 LIN1 PDN 25 10 LOPIN MCLK 24 11 LOUT LRCK 23 0.1μ Reset IPGAR ROUT ROPIN AVDD AVSS VCOM DVSS DVDD SDTO BICK 4.7μ IPGAL 24k 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 4.7μ 24k 0.1μ 0.1μ 0.1μ 10μ 10μ 2.2μ 10 Analog Supply 4.75 ~ 5.25V Digital Supply 3.0 ~ 5.25V 注: - AK5366のAVSS, DVSSと周辺コントローラ等のグランドは分けて配線して下さい。 - LOUT/ROUTが容量性負荷を駆動する場合は直列に抵抗を入れて下さい。 - ディジタル入力ピンはオープンにしないで下さい。 - M/S pinはAVDDまたはAVSSに接続して下さい。 Figure 25. Typical Connection Diagram MS0309-J-01 2012/11 - 39 - [AK5366] 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、AVDD, DVDD, TVDDにはシステムのアナログ電源 を供給します。AVDD, DVDD, TVDDが別電源で供給される場合には、電源立ち上げシーケンスを考える必要 はありません。AVSS, DVSSは同じ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 AVDDとAVSSの電圧差がアナログ入力レンジを設定します。VCOMは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2.2μF程度の電解コンデンサと並列に0.1μFのセラミッ クコンデンサをAVSSとの間に接続して下さい。特に、セラミックコンデンサはピンにできるだけ近づけて接 続して下さい。VCOM pinから電流を取ってはいけません。ディジタル信号、特にクロックは変調器へのカッ プリングを避けるため、VCOM pinからできるだけ離して下さい。 3. アナログ入力 AK5366へのアナログ入力は、外付けの抵抗を介してPre-Ampにシングルエンドで入力されます。入力信号レ ンジに対して、Pre-Amp出力がIPGA(IPGAL, IPGAR pin)の入力レンジ(typ. 0.2 x AVDD Vrms)になるように Feedback抵抗を調節して下さい。Pre-Amp出力(LOUT, ROUT pin)とIPGA入力(IPGAL, IPGAR pin)の間はコンデ ンサでDCカットします。IPGAL, IPGAR pinの入力インピーダンスをR、Pre-Amp出力とIPGA入力間のコンデ ンサ容量をCとする場合、カットオフ周波数はfc=1/(2πRC)です。 出力コードのフォーマットは 2’sコンプリメントです。DCオフセット(ADC自体のDCオフセットも含む)は内 蔵のHPFでキャンセルされます。 AK5366は64fs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、64fsの整数倍付近の帯域を除 く阻止域以上のノイズを全て除去します。AK5366は64fs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. 基板配線上の注意 LIN1-5, RIN1-5 pinはPre-Ampのサミングノードです。他の信号とのカップリングには十分注意し、入力抵抗 までの配線もできるだけ短くなるようにして下さい。LOPIN, ROPIN pinも同様に他の信号とのカップリング とFeedback抵抗までの配線長に注意して下さい。また、LIN1-5, RIN1-5 pinの中で入力として使用されないピ ンがある場合はオープンにして下さい。 LOUT, ROUT pinに外部でデバイスを接続した場合に、LOUT, ROUT pinがドライブできる外部デバイスの入 力インピーダンスはmin. 6.3kΩです。 MS0309-J-01 2012/11 - 40 - [AK5366] パッケージ 44pin LQFP (Unit: mm) 1.70max 12.0 0 ~ 0.2 10.0 23 33 0.80 12.0 22 10.0 34 12 44 1 11 0.09 ~ 0.20 0.37±0.10 0°∼10° 0.60±0.20 0.15 Material & Lead finish Package molding compound: Lead frame material: Lead frame surface treatment: Epoxy Cu Solder (Pb free) plate MS0309-J-01 2012/11 - 41 - [AK5366] マーキング AKM AK5366VQ XXXXXXX 1 XXXXXXX : Date Code Identifier (7 digits) 改訂履歴 Date (YY/MM/DD) 04/05/25 12/11/20 Revision 00 01 Reason 初版 仕様変更 Page Contents 41 パッケージ パッケージ図の寸法を変更 MS0309-J-01 2012/11 - 42 - [AK5366] 重要な注意事項 z z z z z z 本書に記載された製品、および、製品の仕様につきましては、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。 本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する情報は、半導体製品の動 作例、応用例を説明するものです。お客様の機器設計において本書に記載された周辺回路、応用回路、 ソフトウェアおよびこれらに関連する情報を使用される場合は、お客様の責任において行ってください。 本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する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。また、当該使用に 起因する、工業所有権その他の第三者の所有する権利に対する侵害につきましても同様です。 本書記載製品が、外国為替および、外国貿易管理法に定める戦略物資(役務を含む)に該当する場合、 輸出する際に同法に基づく輸出許可が必要です。 医療機器、安全装置、航空宇宙用機器、原子力制御用機器など、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弊社製品を使用される場合は、必ず事前に弊社代表取締役の書面によ る同意をお取りください。 この同意書を得ずにこうした用途に弊社製品を使用された場合、弊社は、その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のでご了承ください。 お客様の転売等によりこの注意事項の存在を知らずに上記用途に弊社製品が使用され、その使用から損 害等が生じた場合は全てお客様にてご負担または補償して頂きますのでご了承下さい。 MS0309-J-01 2012/11 - 43 -