MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 音量控制 IC，立体声输入/输出 增益与衰减范围 15 ~ -79dB，低工作电压 特色 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 产品应用 工作电压：2.7V~6.5V。 低功率消耗。 增益：15dB ~ 0dB，+1dB/阶。 衰减：0 ~ -79dB，-1dB/阶、-10dB/阶。 +1dB/阶、-1dB/阶、-10dB/阶为各自独立控制。 I2C 界面。 提供SOP8封装。 ‧ 多媒体系统。 ‧ 立体声音效系统（Hi-Fi audio system）。 ‧ MP3，PDA。 描述 MS6257是一颗立体声音频音量控制IC。采CMOS制程，低工作电压，低噪声，轨对轨输出。MS6257使用 I C总线接口来控制音量，控制范围从增益15dB到衰减79dB。+1dB/阶、-1dB/阶、-10dB/阶为各自独立控制。 启动时初始状态；增益为0dB、衰减为-79dB（-70dB + -9dB）且在静音状态。音量为增益与两衰减之总和。 2 方块图 Gain 0~15dB L-IN 1dB/Step Attenuation 0~-79dB -1dB/Step -10dB/Step Mute Control Serial Bus Decoder and Latches R-IN 1dB/Step -1dB/Step Gain 0~15dB L-OUT -10dB/Step R-OUT Attenuation 0~-79dB REF Reference Circuit I2C Interface SDA 版本 6 SCL 1 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 脚位配置 符号 L-IN 脚位 1 描述 左声道输入 L-OUT 2 左声道输出 VSS 3 接地 SDA 4 I2C控制数据输入 SCL 5 I2C频率输入 VDD 6 供应电源 R-OUT 7 右声道输出 R-IN 8 右声道输入 8 R-IN L-IN 1 7 R-OUT L-OUT 2 MS6257 VSS 3 6 VDD SDA 4 5 SCL 订购信息 封装形式 8-Pin SOP (lead free) 产品编号 MS6257GTR 封装正印 MS6257G 运送包装 2.5k Units Tape and Reel 8-Pin SOP (lead free) MS6257GU MS6257G 100 Units Tube 遵循RoHS规范 最大容许规格 符号 VDD 额定值 6.5 单位 V 工作电压 VESD 抗静电处理 -4500 to 4500 V TSTG 储存温度 -65 to 150 ℃ TA 工作环境温度 -40 to 85 ℃ TJ 最大接合温度 150 ℃ TS 焊接温度（10秒） 260 ℃ RTHJA 接面热阻（介质：空气） SOP8 210 版本 6 参数 2 ℃/W www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 5V电气特性 电气特性 (VDD = 5.0V，衰减0dB，增益0dB，f = 1kHz，VO = 0dBV) 参数 测试条件 符号 最小值 额定值 最大值 单位 - 3.1 3.5 mA 最大增益 - 15 - dB 最大衰减 - -79 - dB 1 - dB 直流特性 IQ 静态电流 AGA 增益/衰减 范围 ASTEP 增益/衰减 分辨率 - EGA 增益/衰减 误差 - 0.3 - dB CS 声道隔离度 120 130 - dB MUTE 静音衰减 - 85 - dB Rin 输入阻抗 18 20 - kΩ Rout 输出阻抗 - 50 100 Ω - 4.8 - Vpp - -68 -63 dB 95 100 - dB - - 0.7VDD V 0.3VDD - - V 最小值 额定值 最大值 单位 - 2.8 3.3 mA 90 110 - dB Vin=-3dBV - 80 - dB (THD+N)/S < 0.1% - 3 - Vpp - -63 -58 dB 85 90 - dB 交流特性 Vo 最大输出电压振幅 Vin=0dBV (THD+N)/S < 0.1% THD+N 总谐波失真 S/N 讯号噪声比 VO=4.5Vpp I2C总线输入 总线输入 VIH 输入高准位 VIL 输入低准位 注：0dBV = 1Vrms 3.3V电气特性 电气特性 (VDD = 3.3V，衰减0dB，增益0dB，f = 1kHz，VO = -3dBV) 符号 参数 测试条件 直流特性 IQ 静态电流 CS 声道隔离度 MUTE 静音衰减 交流特性 Vo 最大输出电压振幅 THD+N 总谐波失真 S/N 版本 6 讯号噪声比 3 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 2.7V电气特性 电气特性 (VDD = 2.7V，衰减0dB，增益0dB，f = 1kHz，VO = -3dBV) 参数 测试条件 符号 最小值 额定值 最大值 单位 - 2.5 2.9 mA 95 105 - dB Vin=-3dBV - 80 - dB (THD+N)/S < 0.3% - 2 - Vpp - -60 -55 dB 85 90 - dB 直流特性 IQ 静态电流 CS 声道隔离度 MUTE 静音衰减 交流特性 Vo 最大输出电压振幅 THD+N 总谐波失真 讯号噪声比 S/N 典型的特性曲线图 (Ta=25℃) THD+N (%) f=20Hz THD+N (%) f=20Hz THD+N (%) f=20Hz f=20kHz f=1kHz f=1kHz VDD=5V VDD=3.3V VDD=2.7V OUTPUT VOLTAGE (dBV) THD+N vs. 输出电压(5V) 输出电压 THD+N vs. 输出电压(3.3V) 输出电压 THD+N vs. 输出电压(2.7V) 输出电压 VDD=2.7V VO=-3dBV VDD=5V VO=0dBV FREQUENCY (Hz) THD+N vs. 频率 VDD=2.7V VO=-3dBV VDD=3.3V VO=-3dBV VDD=5V VO=0dBV FREQUENCY (Hz) 声道隔离度 4 vs. 频率 QUIESCENT CURRENT (mA) OUTPUT VOLTAGE (dBV) CHANNEL SEPARATION (dB) THD+N (%) f=20kHz OUTPUT VOLTAGE (dBV) VDD=3.3V VO=-3dBV 版本 6 f=1kHz f=20kHz SUPPLY VOLTAGE (V) 静态电流 vs. 供给电压 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC I2C总线描述 总线描述 开始与结束条件 当SCL设定在高准位且SDA由”高准位”转变为”低准位”时；则表示序列”开始”，而当SCL在高准位且SDA 由低准位上升到高准位时；则序列结束。请参考下列时序图。 SCL SDA Start Stop SCL：串行时序输入线，SDA：串行数据输入线 数据确认（ 数据确认（Data Validity） ） 当CLK（SCL）讯号在“高准位”时，数据线（SDA）上的数据才会被视为正确且稳定的数据。而只有当 CLK讯号在“低准位”时，数据线才可做高、低准位的切换。请参阅下图： SDA SCL 穩定且正確 資料線 的資料 允許轉換 字节格式（ ） 字节格式（Byte Format） 每一个传输到数据线的字节(byte)有八个位(bit)，每一字节后面需有一“认可”位，且以最大符号位(MSB)为 首的方式传送出去。 认可信号（ ） 认可信号（Acknowledge） 在第九个频率时主体(微处理机)先将SDA设定为电阻性的高准位，若外围设备(MS6257)认可此信号，则 SDA将会被外围设备拉至低准位，使SDA在此频率中保持一稳定的低准位状态。请参阅下图： SCL 1 2 3 7 8 9 SDA MSB 認可 開始 这个已被寻址的设备在收到每一字节(BYTE)后，即产生一“认可”的动作；否则在第九个频率(CLOCK)的 时间内SDA将会一直保持着高准位状态。 版本 6 5 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC SDA与 与SCL时序图 时序图 SDA tf tLOW SCL S tSU;DAT tr tHD;STA tHD;DAT tHD;STA tf tSU;STA tHIGH Sr tSP tBUF tr tSU;STO P S 标准模式 符号 参数 最小值 最大值 单位 0 100 kHz fSCL SCL 频率频率 tHD:STA 开始状态保持时间之后将产生第一个脉波 4.0 - us tLOW SCL的低准位时间周期 4.7 - us tHIGH SCL的高准位时间周期 4.0 - us tSU:STA 重新送一开始状态前的准备时间 4.7 - us tHD:DAT I2C总线数据的数据锁定时间 0 3.45 us tSU:DAT 数据准备时间 250 - ns tr SDA与SCL信号的上升时间 - 1000 ns tf SDA与SCL信号的落下时间 - 300 ns tSU:STO 结束状态的准备时间 4.0 - us tBUF 开始与结束状态间的自由时间 4.7 - us Cb 一个总线的电容负载 - 400 pF VnL 每连接一个装置的低准位噪声边限(包含滞后现象) 0.1VDD - V VnH 每连接一个装置的高准位噪声边限(包含滞后现象) 0.2VDD - V 版本 6 6 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 总线接口 藉由SDA和SCL总线，可让微处理机将数据传输到MS6257。因此，SDA和SCL便构成此序列总线接口。 VDD Rp Rp Pull up resistors SDA (Serial Data Line) SCL (Serial Clock Line) MCU MS6257 接口协议（ ） 接口协议（Interface Protocol） I2C传输格式由以下要素所组成： ‧ 起始位。 ‧ 芯片地址字节，LSB为读写控制位（写：0，读：1）。 ‧ 认可位（ACK）。 ‧ 数据序列（N组 字节+ACK）。 ‧ 结束位。 SDA SCL 1-7 8 9 ADDRESS -R /W ACK 1-7 8 9 1-7 8 9 S START CONDITION P DATA ACK DATA ACK STOP CONDITION MS6257地址码 地址码 1 0 0 0 1 0 7 bits address 0 0 W MS6257 address 版本 6 7 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 数据字节描述 功能位 MSB 功能 LSB 功能关闭(-79dB) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 A3 A2 A1 A0 两声道同时 -1dB/阶 1 1 1 0 0 B2 B1 B0 两声道同时 -10dB/阶 1 0 1 0 A3 A2 A1 A0 左声道 -1dB/阶 1 0 1 1 0 B2 B1 B0 左声道 -10dB/阶 0 0 1 0 A3 A2 A1 A0 右声道 -1dB/阶 0 0 1 1 0 B2 B1 B0 右声道 -10dB/阶 1 1 0 0 C3 C2 C1 C0 两声道同时 +1dB/阶 0 1 1 0 C3 C2 C1 C0 左声道 +1dB/阶 0 1 0 1 C3 C2 C1 C0 右声道 +1dB/阶 0 1 1 1 1 0 0 M 两声道同时静音 当 M=1，MUTE ON M=0，MUTE OFF 增益/衰减位 增益 衰减位 A3 A2 A1 A0 - B2 B1 B0 C3 C2 C1 C0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -1 -10 +1 0 0 1 0 -2 -20 +2 0 0 1 1 -3 -30 +3 0 1 0 0 -4 -40 +4 0 1 0 1 -5 -50 +5 0 1 1 0 -6 -60 +6 0 1 1 1 -7 -70 +7 1 0 0 0 -8 - +8 1 0 0 1 -9 - +9 1 0 1 0 - - +10 1 0 1 1 - - +11 1 1 0 0 - - +12 1 1 0 1 - - +13 1 1 1 0 - - +14 1 1 1 1 - - +15 1. 2. 3. 版本 6 增益/衰减量 增益 衰减量(dB) 衰减量 A B C 衰减位，Ax = -1dB/阶，Bx = -10dB/阶。 增益位，Cx = +1dB/阶。 总控制音量为 Ax + Bx + Cx。 8 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 范例 设定静音取消（Mute off） Start 1 Data byte LSB MSB 0 0 0 1 0 0 0 ACK 0 1 1 MS6257 address 1 1 0 0 0 Stop ACK 2-ch, Mute off 设定两声道音量皆为0dB Start MS6257 Address ACK 1 1 1 0 0 0 0 0 ACK 1 2-ch, -10dB/step, 0dB 1 1 0 0 0 0 0 0 ACK 1 0 1 0 0 0 0 ACK 0 ACK 0 ACK 1 ACK 2-ch, -1dB/step, 0dB Stop 2-ch, +1dB/step, 0dB 设定两声道增益为6dB Start MS6257 Address ACK 1 1 1 0 0 0 0 0 ACK 1 2-ch, -10dB/step, 0dB 1 1 0 0 0 1 1 0 ACK 1 0 1 0 0 0 2-ch, -1dB/step, 0dB Stop 2-ch, +1dB/step, 6dB 设定两声道衰减为3dB Start MS6257 Address ACK 1 1 0 0 0 0 0 0 ACK 1 2-ch, +1dB/step, 0dB 1 1 0 1 0 0 1 1 ACK 1 1 0 0 0 0 2-ch, -10dB/step, 0dB Stop 2-ch, -1dB/step, -3dB 设定左声道衰减为33dB Start MS6257 Address ACK 1 0 1 1 0 0 1 1 L-ch, -10dB/step, -30dB 版本 6 ACK 1 0 1 0 0 0 1 Stop L-ch, -1dB/step, -3dB 9 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 注意， 注意，+1dB， ，-1dB， ，-10dB可以各自独立控制 可以各自独立控制， 我们以下例作说明： 可以各自独立控制，我们以下例作说明 说明： 如下图范例，设定两声道音量皆为0dB(Ax + Bx + Cx = 0dB + 0dB + 0dB) 承接上例，当音量控制在0dB时，再执行下列指令则音量控制为两声道-9dB(Ax + Bx + Cx = -9dB + 0dB + 0dB) 承接上例，当音量控制在-9dB时，执行下列指令则音量控制为两声道-19dB(Ax + Bx + Cx = -9dB + -10dB + 0dB) 因此，承接上例，我们要使-19dB到-20dB(Ax + Bx + Cx = 0dB + -20dB + 0dB)，则我们必须做下列控制 而增益与衰减会相互抵销，承接上例我们再执行下列指令，则音量为-14dB(Ax + Bx + Cx = 0dB + -20dB + 6dB) 因此要控制增益需先将衰减归零，如下范例音量控制为增益6dB(Ax + Bx + Cx = 0dB + 0dB + 6dB) *在此我们建议增益做为系统的固定前置增益，不做变动，例如将增益设为+10dB，使系统可控制范围介于 +10dB ~ -69dB。 版本 6 10 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 应用信息 基本应用范例 MS6257 4 SDA VDD 6 5 SCL VSS 3 1 L-IN L-OUT 2 MCU Supply 0.1uF 10uF 47uF 10uF 10k Signal 10uF 8 R-IN R-OUT 7 10uF Power Amplifier 10k 基本应用流程图 Procedure Of Power Up Procedure Of Power Turn-off Power up VDD = 5V Volume Control volume down to -79 dB step by step Initial Conditions function off (-79dB) mute on Enable Mute Function mute on Disable Mute Function mute off Power turn-off VDD = 0V Volume Control volume up/down step by step 1. Power up时之初始状态：增益0dB，衰减-79dB，Mute on。 2. 控制音量为增益与两衰减量之和，总音量 = Ax + Bx + Cx。 版本 6 11 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 封装信息 SOP8 8 5 Symbol H E 1 A A1 B C D H E e L 4 D Dimension in mm Min Max 1.35 1.75 0.10 0.25 0.33 0.51 0.19 0.25 4.80 5.00 5.80 6.20 3.80 4.00 1.27 BSC 0.40 1.27 Dimension in inch Min Max 0.0532 0.0688 0.0040 0.0098 0.013 0.020 0.0075 0.0098 0.1890 0.1968 0.2284 0.2440 0.1497 0.1574 0.050 BSC 0.016 0.050 L A A1 e B C 卷带式包装（ ） (单位 : mm) 卷带式包装（TAPE & REEL） 2.0 0.30 0.05 0.05 1.5+0.1/-0.0 DIA 4.0 1.75 0.3R MAX 5.5 0.05 12.0 0.3 5.4 3.0 3.6 8.0 1.5 MIN 6.9 0.5 Radius Typical 2.0 1.7 版本 6 12 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 展示版（ 展示版（按键式） 按键式） 1 4 1 2 3 1. 供应电源 AVDD 及 DVDD两组电压皆使用2.7~6.5 VDC。 2. 控制按键 2CH+： ：两声道音量上升控制键 音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。电源起始时之预设状态为0dB。左右声道同步动作。 2CH-： ：两声道音量下降控制键 音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。左右声道同步动作。 LCH+： ：左声道音量上升控制键 左声道音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。 LCH-： ：左声道音量下降控制键 左声道音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。 RCH+： ：左声道音量上升控制键 右声道音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。 RCH-： ：左声道音量下降控制键 右声道音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。 MUTE： ：静音控制键，静音启动与关闭。预设状态为关闭。 RESET： ：重置键将使系统恢复成MCU默认值。音量0dB、静音关闭。 3. 输入部分 立体声输入。请连接上音频信号（音乐或是正弦波）。 4. 输出部分 双声道输出，需连接于后级功率放大装置。 版本 6 13 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 展示板电路图 J2 DVCC 1 2 C13 +C15 104 10u RESET S9 + C18 C17 U2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12M 20pF R12 103 10uF R11 10k C16 20pF RST P3.0 P3.1 XTAL2 XTAL1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 GND Vcc P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P3.7 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 AT89C2051 2CH+ S3 OPEN : 88H SHORT: 8CH LCH+ 2CHS2 S8 LCH- RCH- S5 MUTE J1 AVDD RCH+ S6 S1 S7 CH-SEL S4 1 2 104 10u C12 + C14 U? 1 2 3 4 L-IN R-IN L-Out R-Out Vss Vdd SDA SCL 8 7 6 5 MS6257 + C4 R4 + C5 + + C6 R5 C7 R6 R7 L1 LIN1 RCA4 版本 6 LOUT RCA5 14 ROUT RCA6 RIN1 RCA7 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 展示版（ 展示版（摇控式） 摇控式） 1 1 5 2 3 4 1. 供应电源 AVDD 及 DVDD两组电压皆使用2.7~6.5 VDC。 2. LED指示灯 指示灯 每当MCU接收到一组句柄，指示灯即闪烁一次。 3.MCU重置键 重置键 3. 重置键将使系统恢复成MCU默认值。音量0dB、静音关闭。 4. 输入部分 立体声输入。请连接上音频信号（音乐或是正弦波）。 5. 输出部分 双声道输出，需连接于后级功率放大装置。 版本 6 15 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 红外线遥控器 2CH+： ：两声道音量上升控制键 音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。电源起始时之预设状态为0dB。左右声道同步动作。 2CH-： ：两声道音量下降控制键 音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。左右声道同步动作。 LCH+： ：左声道音量上升控制键 左声道音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。 LCH-： ：左声道音量下降控制键 左声道音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。 RCH+： ：左声道音量上升控制键 右声道音量控制键每一阶增加1dB，最大音量为15dB增益。 RCH-： ：左声道音量下降控制键 右声道音量控制键每一阶减少1dB，最小音量为-79dB增益。 MUTE： ：静音控制键，静音启动与关闭。预设状态为关闭。 版本 6 16 www.mosanalog.com MS6257 MOSA 增益与衰减音量控制 IC 电路图 J1 1 2 DVCC J3 RX TX 1 2 3 R1 DVCC 220 + C13 0.1u + C14 10u C4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RX TX 10K + 20P IR_IN Y1 12M J4 AVDD C5 SCL SDA 2 1 + RST P3.0 P3.1 XTAL2 XTAL1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 GND Vcc P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P3.7 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 J2 + C1 47u R2 10K U1 RST R4 LCD + C2 10u S1 3 2 R3 1K IR_IN 1 + C3 VS GND IR IR 470p D1 LED AT89CX51 20P AVDD + C7 + C6 10u J8 C9 10u + + C11 R7 R8 10K 10K 10u 1 2 3 SDA 4 L-IN R-IN L-Out R-Out Vss Vdd SDA SCL 10u 8 7 6 5 C8 + U3 INPUT J5 + J6 OUTPUT 1 2 3 0.1u 1 2 3 J7 INPUT 10u OUTPUT C10 SCL R5 R6 10K 10K MS6257 W1 Jumper 版本 6 17 www.mosanalog.com