SM6451B オーディオ音量調整用電子ボリューム ■概要 SM6451B は、3 線式シリアルコントロールのオーディオ音量調整用電子ボリューム IC です。ステレオ 1 系 統 (L/R 2ch.) の電子ボリュームを有し、各チャンネル独立のアッテネーションおよび、ミュートをかけること が可能で、設定変更時のジップノイズを大幅に減少させています。また、チップアドレス機能により、1 個の CPU から最大 4 個までの SM6451 を 3 線式のまま個別にコントロールが可能です。パッケージは、TSSOP 16 ピンです。 ■特長 ■端子配列 • ステレオ 1 系統入力、ステレオ 1 系統出力 (Top view) • アッテネーション機能 − 2ch. 独立コントロール − ステップ幅：1.0dB/step − 階調 RSTN ：80 1 MDT 16 ADRS1 MCK ADRS2 MLEN • ミュート機能 DVDD DVSS • 3 線シリアルデータによるコントロール LOUT ROUT − 可変範囲 ：0 ∼ − 80dB LIN (MDT, MCK, MLEN) • チップアドレス ( 最大 4 個まで並列接続可能 ) AVDD VRL • 高性能 AVSS 8 9 VRR ：THD + N = 0.003% − 低残留ノイズ：12 µVrms • 電源電圧：2.5 ∼ 3.6V • シリコンゲート CMOS プロセス • パッケージ：16 ピン TSSOP ( 鉛フリー対応 ) ■外形寸法図 (Unit: mm) Weight: 0.07g ■アプリケーション 5.30MAX • 各種オーディオ機器 5.00 ± 0.08 16-pin TSSOP 1.00TYP 0.44TYP 0.50 ± 0.10 SM6451BT 6.40 ± 0.2 Package 4.40 ± 0.1 ■オーダーインフォメーション Device 0.17 ± 0.05 0 to 8° 0.225TYP 0.65 0.10 + 0.08 0.22 − 0.07 + 0.03 0.07 − 0.04 + 0.03 1.07 − 0.09 − 低歪み率 RIN 0.13 M SEIKO NPC CORPORATION —1 SM6451B ■ブロック図 DVDD DVSS Attenuation Control LIN LOUT 1/2VDD VRL Reference Voltage Circuits Attenuation Decoder Chip Address Decoder ADRS1 ADRS2 Interface Control MLEN MCK MDT RSTN VRR 1/2VDD Attenuation Control RIN AVDD ROUT AVSS ■端子説明 端子番号 端子名 I/O A/D 機 能 1 RSTN Ip D システムリセット入力 (L でリセット ) 2 ADRS1 Ip D チップアドレス設定端子 1 3 ADRS2 Ip D チップアドレス設定端子 2 4 DVDD − D ディジタル VDD 5 LOUT O A L チャンネルオーディオ出力 6 LIN I A L チャンネルオーディオ入力 7 AVDD − A アナログ VDD 8 VRL O A L チャンネル基準電圧 (1/2VDD ) 10µF を通して AVSS に接続してください 9 VRR O A R チャンネル基準電圧 (1/2VDD) 10µF を通して AVSS に接続してください 10 AVSS − A アナログ VSS 11 RIN I A R チャンネルオーディオ入力 12 ROUT O A R チャンネルオーディオ出力 13 DVSS − D ディジタル VSS 14 MLEN Ip D マイコンラッチイネーブル入力 15 MCK Ip D マイコンクロック入力 16 MDT Ip D マイコンデータ入力 Ip はプルアップ付き入力端子、A はアナログ端子、D はディジタル端子です。 SEIKO NPC CORPORATION —2 SM6451B ■絶対最大定格 DVSS = AVSS = 0V, DVDD = AVDD = VDD 項目 記号 定格 単位 電源電圧 V DD − 0.3 ∼ 7.0 V 入力電圧 V IN VSS − 0.3 ∼ V DD + 0.3 V 保存温度 TSTG − 55 ∼ 125 °C 消費電力 PW 150 mW ( 注意 ) 電源の投入 / 切断時にも適用します。 ■電気的特性 ●推奨動作条件 特記なき場合 DVSS = AVSS = 0V, DVDD = AVDD = VDD 項目 記号 条件 単位 V DD 2.5 ∼ 3.6 V DVDD − AVDD , DVSS − AVSS ± 0.1 V T OPR − 40 ∼ 85 °C 電源電圧 電源電圧差 動作温度 ● DC 特性 特記なき場合 DVDD = AVDD = VDD = 2.5 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ 85°C 項目 端子 記号 規格 条件 MIN DVDD 消費電流 AVDD 入力電圧 単位 TYP MAX IDDD1 ( 注 1) 0.2 1.0 µA IDDD2 ( 注 2) 0.4 1.0 mA IDDA ( 注 2) 1.9 5.5 mA H レベル VIH L レベル V IL (*1) 0.7V DD 0.3V DD 入力電流 (*1) IIL VIN = 0V 入力リーク電流 (*1) IIH VIN = VDD 70 V 150 µA 1.0 µA 注 1：マイコン転送静止し、端子 (*1) = VDD とした場合。 注 2：ADRS1 = ADRS2 = 0V, アナログ入力信号を 0.8Vrms, ATT = 0dB, マイコン転送時。 ＜端子種別＞ 端子機能 (*1) 端子名 プルアップ付き入力端子 MDT, MCK, MLEN, RSTN, ADRS1, ADRS2 SEIKO NPC CORPORATION —3 SM6451B ● AC 特性 特記なき場合 DVDD = AVDD = VDD = 2.5 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ 85°C ○シリアル入力 (MDT, MCK, MLEN 端子 ) 規格 項目 記号 MIN TYP MAX 単位 MCK, MLEN 立ち上がり時間 tr 100 ns MCK, MLEN 立ち下がり時間 tf 100 ns 10000 ns MCK パルス周期 tMCK 100 MDT セットアップタイム t MDS 50 ns MDT ホールドタイム tMDH 50 ns セットアップタイム tMCS 50 ns ホールドタイム tMCH 50 ns L レベル期間 t MEWL 16 t MCK H レベル期間 tMEWH 50 MLEN 5000 ns 0.5VDD MDT tMDS tMDH MCK 0.5VDD tMCS tMCH MLEN 0.5VDD tMEWL tMEWH tf MCK MLEN tr 0.9VDD 0.9VDD 0.1VDD 0.5VDD 0.1VDD ○リセット入力 (RSTN 端子 ) 規格 項目 RSTN パルス幅 (L レベル ) 記号 tRSTN MIN 100 TYP MAX 単位 ns SEIKO NPC CORPORATION —4 SM6451B ● AC アナログ特性 特記なき場合 VDD = 3.0V, アナログ振幅 = 0.8Vrms, 入力周波数 = 1kHz, 出力負荷抵抗 = 100k Ω, Ta = 25°C, AC カップリング入力時 ○アナログ入力特性 (LIN, RIN 端子 ) 項目 記号 規格 条件 MIN 基準入力振幅 V AI 入力抵抗 RIN 入力クリッピング電圧 VCLP TYP 単位 MAX 0.8 40 50 THD + N = 1% , ATT = 0dB Vrms 60 1.1 kΩ Vrms ○アナログ出力特性 (LOUT, ROUT 端子 ) 規格 項目 記号 条件 残留雑音電圧 VNS (*1) 信号対雑音比 SNR (*1) THD + N (*2) 全高調波歪率 + 雑音 MIN TYP MAX 12 20 92 96 0.0025 単位 µ Vrms dBr 0.005 % 0 dB 1.8 dB ゲインコントロールレンジ RCNT − 80 ステップサイズ STEP 0.8 アッテネーションエラー (1kHz ∼ 20kHz ) ERR1 @ 0dB ∼ − 60dB −2 1 dB ERR2 @ − 61dB ∼ − 80dB −6 0 dB 絶対アッテネーション (1kHz) ミュート率 (1kHz) 1.0 AT0 ATT = 0dB − 0.0 dB AT2 ATT = − 20dB − 20.0 dB AT4 ATT = − 40dB − 40.0 dB AT6 ATT = − 60dB − 60.4 dB AT8 ATT = − 80dB − 84.2 dB MUTE ATT = MUTE − 85.0 − 88.0 dB チャンネル間クロストーク CT (*3) − 103 − 105 dB 周波数応答 FR ATT = 0dB, freq = 200kHz − 10 −8 dB 無音時ジップノイズ NJ (*4) 最小駆動負荷抵抗 RML ATT = 0dB, THD + N = 1% 8 3 mV 12 kΩ (*1) 入力信号：0Vrms, A − Weight フィルタ , 0dBr = 0.8Vrms, ATT = 0dB (*2) ATT = 0dB, 20kHz Low Pass Filter つき (*3) ATT = 0dB, 片チャンネルのみにアナログ入力した場合の他チャンネルの信号漏れ (*4) 入力信号：0Vrms ( 無信号 ), 任意の ATT への設定変更時の出力ジップノイズ電圧 ○基準電圧特性 (VRL, VRR 端子 ) 項目 基準電圧出力 記号 VREF 規格 条件 単位 MIN TYP MAX 0.45VDD 0.5V DD 0.55VDD V SEIKO NPC CORPORATION —5 SM6451B ■測定回路 ( チップアドレス ADRS1 = L, ADRS2 = L の場合 ) 0.001µF MDT 16 2 ADRS1 MCK 15 3 ADRS2 MLEN 14 4 DVDD + 10µF 5 LOUT 0.022µF 6 LIN 7 AVDD + 10µF + 1µF 0.022µF + 8 VRL + 10µF 0.022µF SM6451 1 RSTN CPU DVSS 13 ROUT 12 RIN 11 AVSS 10 VRR 9 0.022µF 1µF + 10µF + 1µF + 1µF 100kΩ 100kΩ Generator Analyzer Audio Precision System Two SYS − 2322A SEIKO NPC CORPORATION —6 SM6451B ■マイコンインターフェースの説明 SM6451B では MDT ( データ )、MCK ( クロック )、MLEN ( ラッチイネーブル ) でマイコンインターフェース を使用でき、チップアドレスの合致したデバイスのチャンネル選択およびアッテネーション設定ができます。 ●データフォーマット マイコンデータ入力タイミングを図 1 に示します。 MDT D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 MCK MLEN 図 1：マイコンデータ入力タイミング 内部シフトレジスタは MCK の立ち上がりエッジでデータをシフトし、MLEN の立ち上がりエッジでロー ドされ設定変更されます。 よってデータは MCK の立ち下がりエッジで変化させてください。 また、未使用ビットがありますが、必ず 16 発以上の MCK を入力してください。 ●マイコンデータ説明 Channel Select Attenuation Data 7 Attenuation Data 6 Attenuation Data 5 Attenuation Data 4 Attenuation Data 3 Attenuation Data 2 Attenuation Data 1 Attenuation Data 0 D4 D3 D2 D1 D0 Don't Care D5 Don't Care D6 Chip Address 2 D7 Chip Address 1 D8 Don't Care D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 Don't Care MDT Channel Select 転送フォーマットを図 2 に示します。 図 2：マイコンデータ転送フォーマット 以下、 「L」は VIL レベル、 「H」は VIH レベルを意味します。 • D15, D14 ：未使用 (Don't Care) です。L, H どちらでも構いません。 • D13, D12 ：チップアドレスビットです。D13とADRS1 端子およびD12とADRS2端子設定がそれぞれ合致し た場合のみ内部設定変更できます。 ( 例 1) D13 = L /D12 = H, ADRS1 = L /ADRS2 = L の場合 D13 と ADRS1 は合致していますが D12 と ADRS2 が合致していないので設定変更でき ません。 ( 例 2) D13 = H /D12 = L, ADRS1 = H /ADRS2 = L の場合 D13 と ADRS1 および D12 と ADRS2 が共に合致しているので設定変更できます。 • D11, D10 ：未使用 (Don't Care) です。L, H どちらでも構いません。 SEIKO NPC CORPORATION —7 SM6451B • D9, D8：チャンネル選択ビットです。以下の 4 通りが選択できます。 表 1：チャンネル選択 (D9, D8) D9 D8 選択チャンネル L L LR 両チャンネル L H L チャンネル H L R チャンネル H H 変更しません • D7 ∼ D0：アッテネーション (ATT) 設定ビットです。 表 2：ATT 設定 Attenuation Hex D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0dB 00 L L L L L L L L − 1dB 01 L L L L L L L H − 2dB 02 L L L L L L H L ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： − 15dB 0F L L L L H H H H − 16dB 10 L L L H L L L L − 17dB 11 L L L H L L L H ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： − 63dB 3F L L H H H H H H − 64dB 40 L H L L L L L L − 65dB 41 L H L L L L L H ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： − 79dB 4F L H L L H H H H − 80dB 50 L H L H L L L L MUTE 51 L H L H L L L H MUTE 52 L H L H L L H L ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： MUTE FE H H H H H H H L MUTE FF H H H H H H H H 注 ) システムリセット時には MUTE になります。 注 ) − 60 dB 以下では、電源電圧に依存してアッテネーション誤差が変化します。また、電源電圧が約 2.6 V 以下で はミュート率が低下し、− 80 dB 設定時のアッテネーション率と同等、または逆転することがあります。 「図 6：アッテネーション特性」をご参照ください。 SEIKO NPC CORPORATION —8 SM6451B ■アナログパフォーマンス特性 特記なき場合 DVDD = AVDD = 3.0V, 出力負荷抵抗 = 100k Ω, Ta = 25 ℃とする。 0.1 1 ATT = 0dB 20kHz LPF 0.1 THD + N [%] THD + N [%] f = 1kHz ATT = 0dB 20kHz LPF VDD = 3.3V VDD = 3.0V VDD = 2.7V 0.01 VIN = 0.2Vrms 0.01 VIN = 0.5Vrms VIN = 0.8Vrms 0.001 .1 .2 1 .5 0.001 20 1.2 VIN [Vrms] 100 図 3：THD + N vs 入力振幅 −68 0 Ideal Gain −72 Gain [dB] Error [dB] 20k −64 VIN = 0.8Vrms f = 1kHz 1 −1 −2 −76 VDD = 2.7V −84 −4 −88 0 −10 −20 −30 −40 −50 −60 −70 VDD = 2.5V −92 −64 −80 ATT [dB] −68 −72 −76 −80 Mute ATT [dB] 図 6：アッテネーション特性 (− 64dB ∼ MUTE) 図 5：アッテネーションエラー 20 +10 +0 VIN = 0Vrms A-Weight Filter −10 16 Gain [dB] −20 12 8 −30 −40 4 −60 −80 −90 0 −10 −20 −30 −40 −50 −60 ATT [dB] 図 7：残留ノイズ vs ATT −70 −80 VIN = 0.8Vrms ATT = 0dB ATT = −20dB ATT = −40dB −50 −70 0 VDD = 3V −80 −3 Residual Noise [µVrms] 10k 図 4：THD + N vs 入力周波数 2 −5 1k Frequency [Hz] −100 20 ATT = −60dB ATT = −80dB ATT = MUTE 100 1k 10k 100k 200k Frequency [Hz] 図 8：周波数応答 SEIKO NPC CORPORATION —9 SM6451B −40 +0 VIN = 0.8Vrms = 0dBr f = 1kHz ATT = 0dB BH Window −20 VIN = 0.8Vrms ATT = 0dB FFT Spectrum [dBr] Cross Talk [dB] −60 −80 −100 −120 −140 −40 −60 −80 −100 −120 −140 20 100 1k 10k 100k 200k 0 2k 4k 図 9：クロストーク周波数応答 8k 10k 12k 14k 16k 18k 20k 図 10：FFT スペクトラム 6 100 Current Consumption [mA] VIN = 0.8Vrms f = 1kHz ATT = 0dB 20kHz LPF 10 THD + N [%] 6k Frequency [Hz] Frequency [Hz] 1 0.1 0.01 0.001 1 10 Load Resistance [kΩ] 100 5 AVDD + DVDD ADRS1 = ADRS2 = 0V 4 3 2 1 0 2.4 2.7 3 3.3 3.6 Power Supply [V] 図 11：THD + N vs 負荷抵抗 図 12：消費電流 vs 電源電圧 Current Consumption [mA] 6 5 AVDD + DVDD ADRS1 = ADRS2 = 0V 4 3 VDD = 3.3V VDD = 3.0V 2 VDD = 2.7V 1 0 −50 −25 0 25 50 75 100 Operating Temperature [°C] 図 13：消費電流 vs 温度 SEIKO NPC CORPORATION —10 SM6451B ■応用接続例 ●接続上の注意点 1. AVDD, VRL, VRR 端子と AVSS 端子間に、また DVDD 端子と DVSS 端子間には 10µF 程度のデカップリ ング容量を接続してください。 2. ディジタルノイズの混入によるジップノイズ発生を抑えるために、AVDD, VRL, VRR 端子と AVSS 端子間 に、また DVDD 端子と DVSS 端子間に 0.01 µF 程度の容量を接続してください。 3. RSTN 端子に 0.001µF 程度のコンデンサを DVSS 端子間に接続すると、電源投入時に IC 内部にシステムリ セットがかかります。 ●接続例 1 (DAC との接続例 ) CPU MDT MCK MLEN LPF LIN LOUT LPF RIN ROUT L-ch OUT DAC R-ch OUT SM6451 2.5 to 3.6V DVDD DVSS AVDD AVSS ADRS1 ADRS2 ●接続例 2 入力振幅 (Peak to Peak) が電源電圧を超える可能性がある場合、SM6451 を破壊する恐れがありますので、 入力保護ダイオードを接続してください。 AVDD L-ch Input LIN LOUT L-ch Output SM6451 R-ch Input RIN ROUT R-ch Output AVSS SEIKO NPC CORPORATION —11 SM6451B ※このカタログに記載されている製品のご使用に際しては、 次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。 1. このカ タログに記載されている商品は、その故障または誤作動が直接人命に関わる商品に使 用されることを想定したものでは あ りません。 本 カタログ製品をこ のような機器に 使用するご希望が ありましたら、必ず事前に当 社営業部までお問 い合わせく ださい。 なお、事前のご相談無しに本カタログ 製品をそのような機器に使用され、そのことによって発生した損害等について は、 当社で は一切の責任を負いかねますのでご了承ください。 2. このカ タログに記載されている内容は、製品の特性や信頼性等の改善のため予告なしに変更 されることがありますので予めご 了承ください。 3. このカ タログに記載されている内容については、その製品の使用に際して第三者の知的財産 権その他の権利を侵害していない こ とを保証するもの ではなく、また、 その実 施権の許諾が行 われるものでも ありません。したがって、その使用に起 因する第三 者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承ください。 4. このカタログに記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、量産に際しての設計を保証するものではありません。 5. このカ タログに記載されている商品の全部または一部が、外国為替及び外国貿易法その他の 関係法令に定める物資に該当する 場合は、それらの法令に基づく輸出の承認、 許可が必要になりますので、お客様にてその申請手続きをお願いいたします。 セ イ コ ー Ｎ Ｐ Ｃ 株 式 会 社 本社・東京営業所 〒 1040032 東京都中央区八丁堀 199 TEL 0355416501 FAX 0355416510 那須塩原事業所 〒 3292811 栃木県那須塩原市下田野 5311 TEL 0287353111( 代 ) FAX 0287353120 関 西 営 業 所 〒 5500004 大阪市西区靭本町 232 TEL 0664446631( 代 ) FAX 0664446680 http://www.npc.co.jp/ Email: [email protected] ND14017J00 2014.10 SEIKO NPC CORPORATION —12