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AK4213 Japanese Datasheet
[AK4213] AK4213 Mono Class-D SPK-Amp with Stereo Cap-less HP-Amp 概 要 AK4213は、プリゲイン機能を内蔵したオーディオ用モノラルD級アンプとステレオキャップレスヘッ ドフォンアンプです。アナログ入力は、差動/シングルエンド入力が可能で、ヘッドフォン出力はステ レオ/モノラルモードに対応しています。また、スピーカー側にはALC回路を内蔵していますので録音 レベルの異なる入力信号に対して有効です。AK4213はブロック毎にパワーダウンすることが可能です ので機器の低消費電力化には最適です。また、パッケージは小型の 29pin CSP (3.0 x 3.0mm)を採用、 機器の実装面積を大幅に削減します。 特 長 Single-ended / Differential Input Analog Mixing Circuit Analog Input Volume: +10dB to –20dB, 2dB step µP Interface: I2C Bus (Ver1.0, 400kHz Fast Mode) Thermal Shutdown / Short Protection circuit Mono Class-D Speaker Amplifier: - BTL output - Output Power: 1.6W @ 8Ω, SVDD=5V 0.8W @ 8Ω, SVDD=3.6V - THD+N: -65dB @ 8Ω, Po=0.25W, SVDD=3.6V - Output Noise Level: 85μVrms - ALC (Automatic Level Control) Circuit - Bypass Mode - Pop Noise Free at Power-ON/OFF and Mute - External filter-less Stereo Cap-less Headphone Amplifier: - Mono / Stereo Mode - Output Power: 64mW ×2ch @ 16Ω, SVDD=3.3V, THD+N=-40dB - THD+N: -58dB @ 16Ω, Po=30mW, SVDD=3.3V - Output Noise Level: 24μVrms - Output Volume: +12dB to –50dB, 2dB step - Pop Noise Free at Power-ON/OFF and Mute Power Supply: - Analog: 2.6 ∼ 3.6V - Headphone Amplifier: 2.6 ∼ 3.6V - Speaker Amplifier: 3.0 ∼ 5.5V - Digital Interface: 1.6 ∼ 3.6V Ta: −40 ∼ 85°C Package: 29pin CSP (3.0 x 3.0mm, 0.5mm pitch) MS0949-J-01 -1- 2008/07 [AK4213] ■ ブロック図 AVDD VSS1 MIXO SPIN TEST PMV1 LIN1/IN1− Vol RVINP Mixing Selector RIN1/IN1+ Vol PMMSP SPN LIN2/IN2− Vol RIN2/IN2+ Vol PMSPK PMVCM Regulator PMV3 LIN3/IN3− SPP ALC PMV2 RVINN SVDD PMMHL Vol VSS2 Mixing RIN3/IN3+ Selector Vol PMHPL Mixing VOL HPL VOL HPR Selector PMMHR VCOM VCOM PMVCM PMHPR Internal Oscillator PMOSC TVDD SCL SDA PMCP CP Serial I/F Charge Pump CN PVDD PDN VSS3 PVEE Figure 1. AK4213 Block Diagram MS0949-J-01 -2- 2008/07 [AK4213] ■ オーダリングガイド AK4213ECB AKD4213 −40 ∼ +85°C AK4213用評価ボード 29pin CSP (3.0 x 3.0mm, 0.5mm pitch) ■ ピン配置 5 4 Top View 3 2 1 A B C 5 HPR LIN3/IN3- 4 HPL RIN3/IN3+ RIN2/IN2+ 3 PVEE VCOM E F RIN1/IN1+ SVDD LIN1/IN1- SPN VSS2 SPP VSS3 PDN LIN2/IN2- TEST SPIN PVDD SDA TVDD RVINN RVINP CP CN SCL VSS1 AVDD MIXO A B C D E F 2 1 D Top View MS0949-J-01 -3- 2008/07 [AK4213] ピン/機能 No. E1 D1 Pin Name AVDD VSS1 I/O - E3 TEST I D2 C1 C2 TVDD SCL SDA I I/O C3 PDN I A1 B1 B2 B3 A3 A4 A5 F2 E2 B4 B5 C5 C4 D3 D5 F5 E5 E4 F4 D4 F1 F3 CP CN PVDD VSS3 PVEE HPL HPR RVINP RVINN RIN3/IN3+ LIN3/IN3VCOM RIN2/IN2+ LIN2/IN2RIN1/IN1+ LIN1/IN1SVDD VSS2 SPP SPN MIXO SPIN I I O O O I I I I O I I I I O O O I Function Analog Power Supply Pin Ground 1 Pin Test Pin This pin should be open. Digital Interface Power Supply Pin Control Data Clock Pin Control Data Input/Output Pin Power-Down Mode Pin “H”: Power-up, “L”: Power-down, resets and initialization of the control register. The AK4213 should be reset once upon power-up. Positive Charge Pump Capacitor Terminal Pin Negative Charge Pump Capacitor Terminal Pin Charge Pump Circuit Positive Power Supply Pin Ground 3 Pin Charge Pump Circuit Negative Voltage Output Pin Lch Headphone-Amp Output Pin Rch Headphone-Amp Output Pin Receiver Positive Input Pin Receiver Negative Input Pin Analog Input Pin Analog Input Pin Analog Common Voltage Output Pin Analog Input Pin Analog Input Pin Analog Input Pin Analog Input Pin Speaker-Amp Power Supply Pin Ground 2 Pin Positive Speaker-Amp Output Pin Negative Speaker-Amp Output Pin MIX-Amp Output Pin Speaker-Amp Input Pin Note 1. アナログ入力ピン (LIN1/IN1-, RIN1/IN1+, LIN2/IN2-, RIN2/IN2+, LIN3/IN3-, RIN3/IN3+, SPIN, RVINP, RVINN )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。 ■ 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。 区分 Analog MS0949-J-01 ピン名 HPL, HPR, MIXO, SPIN, SPP, SPN, LIN1/IN-, RIN1/IN+, LIN2/IN2-, RIN2/IN2+, LIN3/IN3-, RIN3/IN3+, RVINP, RVINN, TEST -4- 設定 オープン 2008/07 [AK4213] 絶対最大定格 (VSS1=VSS2=VSS3 =0V; Note 2) Parameter Symbol min max Units Power Supplies: Analog AVDD 6.0 V −0.3 (Note 3) Digital I/F TVDD 6.0 V −0.3 Speaker-Amp & Headphone-Amp SVDD 6.0 V −0.3 Charge Pump PVDD 4.0 V −0.3 Input Current, Any Pin Except Supplies IIN mA ±10 Analog Input Voltage (Note 4) VINA1 (AVDD + 0.3) or 6.0 V −0.3 (Note 5) VINA2 ( SVDD + 0.3) or 6.0 V −0.3 Digital Input Voltage (Note 6) VIND (TVDD + 0.3) or 6.0 V −0.3 Ambient Temperature (powered applied) Ta 85 −40 °C Storage Temperature Tstg 150 −65 °C Pd1 0.65 W Maximum Power Dissipation Ta=85℃ (Note 8) (Note 7) Ta=70℃ (Note 9) Pd2 0.8 W Note 2. 電圧はすべてグランドピンに対する値です。 Note 3. VSS1,VSS2, VSS3 は同じアナロググランドに接続して下さい。 Note 4. LIN1/IN1-, RIN1/IN1+, LIN2/IN2-, RIN2/IN2+, LIN3/IN3-, RIN3/IN3+, SPIN pin max値は、(AVDD+0.3)Vあるいは6.0Vのどちらか低い方の値です。 Note 5. RVINP, RVINN pins max値は、(SVDD+0.3)Vあるいは6.0Vのどちらか低い方の値です。 Note 6. SDA, SCL, PDN pins max値は、(TVDD+0.3)Vあるいは6.0Vのどちらか低い方の値です。 SCL, SDA pin 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. 実装されるプリント基板の配線密度300%以上の場合です。この電力値はAK4213の内部損失分で、外 部接続されるスピーカー、ヘッドフォンの消費分は含みません。 Note 8. Ta = 85°Cの場合、 HP-Amp と SPK-Ampの同時ONはできません。 SPK-Ampを使用する場合は、HP-Ampを パワーダウンし、SPK-Ampの Po が、 1.3W @ 8Ω以下になるようにして下さい。 Note 9. Ta = 70°Cの場合、HP-Amp と SPK-Ampの同時ONは可能です。ただし、HP-Amp と SPK-Ampを同時に使用 する場合は、HP-Ampの Poは 30mW @ 16Ω以下、且つ、SPK-Ampの Poを 1.2W @ 8Ω以下にしてください。 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。 MS0949-J-01 -5- 2008/07 [AK4213] 推奨動作条件 (VSS1=VSS2=VSS3 =0V; Note 2) Parameter Power Analog Supplies Digital I/F (Note 10) Speaker-Amp & Headphone-Amp Charge Pump Difference Symbol AVDD TVDD SVDD PVDD PVDD – AVDD SVDD – AVDD min 2.6 1.6 3.0 2.6 -0.3 -0.3 typ 3.3 1.8 3.6 3.3 0 - max 3.6 3.6 5.5 3.6 0.3 - Units V V V V V V Note 10. AVDD, TVDD, SVDD, PVDDの立ち上げシーケンスを考慮する必要はありません。ただし、PDN pin = “L” の状態で、各電源は立ち上げて下さい。全ての電源が立ち上がった後、PDN pinを “H”にし下さい。 * AK4213では、以下の2通りのケースで特定の電源をON/OFFすることが可能です。この場合、PDN pinは、 必ず"L"にして下さい。 1. TVDD=SVDD=ONの場合: AVDD=PVDDをON/OFFすることが可能 2. TVDD=ONの場合: AVDD=PVDD=SVDDをON/OFFすることが可能 OFF状態の電源をONにする場合は、全ての電源(TVDD,AVDD,PVDD,SVDD)が立ち上がる後、150ns以 上の時間が経ってからPDN pinを"H"にして下さい。 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。 MS0949-J-01 -6- 2008/07 [AK4213] アナログ特性 (Ta=25°C; AVDD=PVDD=3.3V, SVDD=3.6V, TVDD=1.8V, VSS1=VSS2=VSS3=0V; Input Signal Frequency =1kHz; Measurement band width=10Hz ∼ 20kHz; Headphone-Amp: RL =16Ω; Speaker-Amp: RL =8Ω + 10μH; Charge Pump Circuit External Capacitance: C1=C2= 2.2μF (Figure 4); unless otherwise specified) Parameter min typ max Units LIN1, RIN1, LIN2, RIN2, LIN3, RIN3 pins Input Resistance 25 50 110 kΩ Input Analog Volume: L1V3-0, R1V3-0, L2V3-0, R2V3-0, L3V3-0, R3V3-0 bits Step Size 1 2 3 dB Gain Control Range -20 +10 dB MIX-Amp: MIXO pins Load Resistance 10 kΩ Load Capacitance 30 pF Headphone-Amp: (LIN/RIN Æ HPL/HPR pins), Input Volume=HPGA = 0dB Output Power (THD+N=1%) SVDD=3.3V 64 mW THD+N: 0.7Vrms Single-ended Input, Po = 30mW -58 -40 dB Output Noise Level (A-weighted) (Note 11) 24 40 μVrms Interchannel Gain Mismatch 0.2 0.8 dB Load Resistance 16 Ω Load Capacitance 300 pF Output Voltage: 0.7Vrms Single-ended Input 0.62 0.69 0.76 Vrms PSRR 217Hz (Note 12) 70 dB 1kHz (Note 12) 70 dB 217Hz (Note 13) 100 dB 1kHz (Note 13) 80 dB Interchannel Isolation 60 80 dB Headphone Analog Volume (HPGA4-0 bits) Step Size 0.5 2 3.5 dB Gain Control Range -50 +12 dB Class-D Speaker-Amp: LIN or RIN Æ SPP/SPN; ALC = OFF, Input Volume=SPGA=0dB, BTL Output Power (THD+N=10%) SVDD=5.0V 1.6 W SVDD=3.6V 0.8 W Output Level SVDD = 5.0V, Input Level = 0.85Vrms (Note 14) 2.7 Vrms SVDD = 3.6V, Input Level = 0.64Vrms (Note 15) 2.0 Vrms SVDD = 3.6V, Input Level = 0.46Vrms (Note 16) 1.33 1.48 1.63 Vrms THD+N -65 -40 dB Po=0.25W, Input Level = 0.46Vrms (Note 16) Output Noise (A-weighted) (Note 17) 85 150 μVrms Load Resistance 8 Ω Load Capacitance (Note 21) 300 pF PSRR 217Hz (Note 18) 60 dB 1kHz (Note 18) 50 dB 217Hz (Note 19) 50 dB 1kHz (Note 19) 50 dB Switching Frequency 150 250 400 kHz 40 120 mA 出力ショート時電流 (Note 20) Start-Up Time 18 30 48 ms MS0949-J-01 -7- 2008/07 [AK4213] Parameter min typ max SPIN pins Input Resistance 15 26 36 Speaker Analog Volume: SPGA5-0 bits Step Size 0.1 0.5 0.9 Gain Control Range -12 +19.5 Bypass Mode: Figure 2, Input Level = 1.13Vrms, Common Voltage = 1.8V, Measured by SPP/SPN pins THD+N 1.13Vrms, 3.2Vpp -50 0.71Vrms, 2.0Vpp -60 -50 Output Level 0.46 Switch ON Resistance ( BYPE bit = “1”) 2.8 Switch Off Isolation ; 3.6VDC Input, Figure 3 90 (SPP/SPN pins– RVINP/RVINN pins) Power Supplies Power Supply Current Normal Operation (PDN pin = “H”) AVDD+TVDD: ALL ON (Note 22) 4.0 6.5 HP-Amp ON (Note 23) 2.0 SPK-Amp ON (Note 24) 2.8 PVDD (No Output): HP-Amp ON 1.3 3.2 SVDD (No Output): HP-Amp ON 2.0 4.0 SPK-Amp ON 1.0 4.0 Power-Down Mode (PDN pin = “L”) (Note 25) AVDD+PVDD+SVDD+TVDD 1 30 Units kΩ dB dB dB dB Vrms Ω dB mA mA mA mA mA mA μA Note 11. Single-ended 入力で信号を入力しているMixerのパスがONしたときの値。Differential 入力時は、typ. 29μVrmsです。 Note 12. AVDD, PVDDに、100mVppの正弦波を重畳した場合の値。 Note 13. SVDDに0.89Vppの正弦波を重畳した場合の値。 Note 14. Single-ended入力の場合。Differential入力の場合、プラス入力ピン、マイナス入力ピンそれぞれに 0.425Vrmsの逆相の信号を入力した値になります。 Note 15. Single-ended入力の場合。Differential入力の場合、プラス入力ピン, マイナス入力ピンそれぞれに 0.32Vrms の逆相の信号を入力した値になります。 Note 16. Single-ended入力の場合。Differential入力の場合、プラス入力ピン, マイナス入力ピンそれぞれに 0.23Vrms の逆相の信号を入力した値になります。 Note 17. Single-ended 入力で信号を入力しているMixerのパスのみONしたときの値。Differential入力時は、 typ.90μVrmsです。 Note 18. AVDDに、100mVppの正弦波を重畳した場合の値。 Note 19. SVDDに、100mVppの正弦波を重畳した場合の値。 Note 20. Single-ended Modeにて、1kHz, 0.85Vrmsのサイン波を入力時、SPP pin と SPN pinがショートした時に、 SVDD-VSS2間に流れる平均電流。 Note 21. 出力ピン対VSS1のLoad Capacitanceを規定しています。差動信号間は容量的効果が2倍となるので、差動間 の容量負荷は2倍として考慮する必要があります。 Note 22. 全回路動作時 (PMVCM = PMOSC = PMCP = PMHPL = PMHPR = PMMHL = PMMHR = PMSPK = PMMSP = PMV1 = PMV2 = PMV3 bits= “1”) Note 23. Headphone-Amp動作時 (PMVCM = PMOSC = PMCP = PMHPL = PMHPR = PMMHL = PMMHR = PMV1 bits= “1”, PMSPK = PMMSP = PMV2 = PMV3 bits= “0”) Note 24. Speaker-Amp動作時 (PMVCM = PMOSC = PMCP = PMSPK = PMMSP = PMV1 bits= “1”, PMHPL = PMHPR = PMMHL = PMMHR = PMV2 = PMV3 bits= “0”) Note 25. All digital input pins are held at VSS1. MS0949-J-01 -8- 2008/07 [AK4213] Input Voltage: 1.13Vrms, Comm on Voltage=1.8V Receiver-AMP 3.9Ω 3.9Ω RVINN pin RVINP pin AK4213 SW 1 SPK-AMP SPP pin ALC 8Ω Measurem ent point of THD+N and Output Voltage SPN pin SW 2 Figure 2. Connection with external RCV-Amp Measurement point of AK4213 RVINP pin Switch OFF Isolation SW1 DC Input Voltage: 3.6V SPK-AMP SPP pin ALC 50Ω SPN pin 50Ω RVINN pin DC Input Voltage: 3.6V SW2 AK4213 RVINP pin SW1 50Ω SPK-AMP SPP pin DC Input Voltage: 3.6V ALC Measurement point of SPN pin Switch OFF Isolation DC Input Voltage: 3.6V RVINN pin 50Ω SW2 Figure 3. Measurement Circuit of Switch OFF Isolation Headphone-amp negative voltage PVEE pin C1 CN pin VSS3 CP pin C2 Charge Pump Circuit Figure 4. Charge Pump Circuit External Capacitor MS0949-J-01 -9- 2008/07 [AK4213] DC 特性 (Ta= -40∼85°C; AVDD=PVDD=2.6 ∼ 3.6V; SVDD=2.6 ∼ 5.5V, TVDD=1.6 ∼ 3.6V) Parameter Symbol min typ High-Level Input Voltage (2.2V ≤ TVDD ≤ 3.6V) VIH 70%TVDD VIH 80%TVDD (1.6V ≤ TVDD < 2.2V) Low-Level Input Voltage (2.2V ≤ TVDD ≤ 3.6V) VIL VIL (1.6V ≤ TVDD < 2.2V) Low-Level Output Voltage VOL (2.0V ≤ TVDD ≤ 3.6V:Iout = 3mA) VOL (1.6V ≤ TVDD < 2.0V:Iout = 3mA) Input Leakage Current Iin - max 30%TVDD 20%TVDD Units V V V V 0.4 20%TVDD ±2 V V μA スイッチング特性 (Ta= -40 ∼ 85°C; AVDD=PVDD =2.6 ∼ 3.6V; SVDD=2.6 ∼ 5.5V TVDD=1.6 ∼ 3.6V) Parameter Symbol min Typ max Units Control Interface Timing: (Note 26) SCL Clock Frequency FSCL 400 kHz Bus Free Time Between Transmissions tBUF 1.3 μs Start Condition Hold Time (prior to first clock pulse) tHD:STA 0.6 μs Clock Low Time tLOW 1.3 μs Clock High Time tHIGH 0.6 μs Setup Time for Repeated Start Condition tSU:STA 0.6 μs SDA Hold Time from SCL Falling (Note 27) tHD:DAT 0 μs SDA Setup Time from SCL Rising tSU:DAT 0.1 μs Rise Time of Both SDA and SCL Lines tR 0.3 μs Fall Time of Both SDA and SCL Lines tF 0.3 μs Setup Time for Stop Condition tSU:STO 0.6 μs Capacitive load on bus Cb 400 pF Pulse Width of Spike Noise Suppressed by Input Filter tSP 0 50 ns Power-down & Reset Timing PDN Pulse Width (Note 28) tPD 150 ns 2 Note 26. I CはPhilips Semiconductorsの登録商標です。 Note 27. 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 28. 電源投入時は、PDN pinを “L”に保ったままで電源を立ち上げることでリセットがかかります。全ての電源が 立ち上がった後にPDN pinを “H”にしてください。 MS0949-J-01 - 10 - 2008/07 [AK4213] ■ タイミング波形 VIH SDA VIL tLOW tBUF tR tHIGH tF tSP VIH SCL VIL tHD:STA Stop Start tHD:DAT tSU:DAT tSU:STA tSU:STO Start Stop Figure 5. I2C Bus Mode Timing tPD PDN VIL Figure 6. Power-down & Reset Timing MS0949-J-01 - 11 - 2008/07 [AK4213] 機能説明 ■ 入力セレクタ & ボリューム AK4213は、シングルエンド及び差動入力に対応しています。シングルエンド/差動入力の切り替えは、SD3-1 bits に て行います。差動入力が選択された場合のパスの切り替え・ボリュームの制御は、Lch側で行われ、Rch側の設定は無 視されます。ミキシング回路は、Headphone-AmpのLch/Rchを独立に制御することができます。入力パスが全て OFF の場合、VCOM電圧が出力されます。ボリュームの設定は、各入力ピンに対して独立に行われ、+10dB から-20dBま で、2dB stepで変更することが可能です。ボリューム切り替え時は、ポップノイズが発生する可能性があります。また、 入力ボリュームはチャネル毎にPMV3-1 bits により、L/Rチャネル共通にパワーダウンすることが可能です。入力ボリュ ームのPower-Up時間は、typ.16.4ms, max. 26.3ms。入力ボリューム立ち上げ時のボツ音を軽減させるために、LINx /RINx(x=1∼3) pins には、0.22μF以下のコンデンサを接続して下さい。 L1V3-0 bit R1V3-0 bit L2V3-0 bit GAIN (dB) R2V3-0 bit L3V3-0 bit R3V3-0 bit FH +10 EH +8 : CH +4 BH +2 AH 0 9H −2 8H −4 : : 2H −16 1H −18 0H −20 Table 1. Input Volume Setting SD3 bit SD2 bit Input Mode SD1 bit 0 Single-ended Mode 1 Differential Mode Table 2. Input Mode Setting MS0949-J-01 - 12 - Step 2dB (default) (default) 2008/07 [AK4213] SPKL1 bit LIN1/IN1− VOL(L1V3-0 bits) RIN1/IN1+ VOL(R1V3-0 bits) PREL SPKR1 bit Mixing SPKL2 bit LIN2/IN2- & VOL(L2V3-0 bits) SPKR2 bit RIN2/IN2+ VOL(R2V3-0 bits) Selector To MIXO pin SPKL3 bit LIN3/IN3- VOL(L3V3-0 bits) RIN3/IN3+ VOL(R3V3-0 bits) SPKR3 bit HPLL1 bit PREL HPLR1 bit Mixing HPLL2 bit & HPLR2 bit Selector HPLL3 bit To Lch Headphone-Amp HPLR3 bit HPRL1 bit PREL HPRR1 bit Mixing HPRL2 bit & HPRR2 bit HPRL3 bit Selector To Rch Headphone-Amp HPRR3 bit Figure 7. Input Selector & Volume in Single-ended Mode (SD3-1 bits = “000”) MS0949-J-01 - 13 - 2008/07 [AK4213] SPKL1 bit IN1− PREL VOL(L1V3-0 bits) Mixing IN1+ SPKL2 bit IN2− VOL(L2V3-0 bits) & Selector IN2+ To MIXO pin SPKL3 bit IN3− VOL(L3V3-0 bits) IN3+ HPLL1 bit PREL Mixing HPLL2 bit & To Lch Headphone-Amp Selector HPLL3 bit HPRL1 bit PREL Mixing HPRL2 bit & To Rch Headphone-Amp Selector HPRL3 bit Figure 8. Input Selector and Volume in Differential Mode (SD3-1 bits = “111”) MS0949-J-01 - 14 - 2008/07 [AK4213] ■ Class-D スピーカーアンプ ALCブロックからの出力された信号に対してPWM変換を行い、SPP / SPN pin からBTL出力します。ALCブロックへの 入力は、SPIN pin から行います。また、MIXO pin と SPIN pin の間に、コンデンサ及び抵抗を挿入することでBPF (Band Pass Filter) を形成することができます。BPFが必要ない場合でも、ミキシング & セレクタ回路のDCオフセットを キャンセルさせるためにMIXO pin と SPIN pin に0.1μFのコンデンサを接続して下さい。 MIXO pin SPIN pin SPGA5-0bits 1kΩ 0.015μF typ.26kΩ - Mixing & Selector 0.033μF + ALC AK4213 Figure 9. Example of Band-Pass-Filter for Speaker (BPF = typ. 442Hz to 4.83kHz @ -3dB) MIXO pin SPIN pin SPGA5-0bits 0.1μF typ.26kΩ - Mixing & Selector + ALC AK4213 Figure 10. Example of normal connection for Speaker (fc = typ. 66Hz @ -3dB) シングルエンドモード時、モノラルの0.7Vrmsの信号を入力すると、ALC = OFF (SPGA=0dB) の場合、スピーカーアン プは、0.6W(/1ch) を出力します。 シングルエンドモードでステレオ入力する場合は、Lch/RchのInput Volumeを-6dBに 設定し、Lch/RchのパスをONすることで、モノラルミキシング[(Lch + Rch) /2]することが可能です。 デフォルトの内部ゲインは、+9.82dBになっています。ALC = ON (ALC bit = “1”)の場合、ALCの出力はLMTH bit = “0”時は −7.5dBV ∼ −9.5dBVに、LMTH bit = “1”時は −11.5dBV ∼ −13.5dBVに出力レベルが自動的に調整されま す。基準レベルはREF5-0 bitsで設定します。後段のClass-Dスピーカーアンプの内部ゲインは+11.76dBの固定 ゲインです。 Input Input Volume Mixing & Selector ALC OFF: SPGA5-0 bits Class-D (-1.94dB @ Vol=0dB) (0dB) ALC ON: REF5-0 bits (+11.76dB) Figure 11. Speaker-Amp Path Level Diagram MS0949-J-01 - 15 - 2008/07 [AK4213] PMSPK bit を “0”にすることで、スピーカーアンプブロック(ALC + SPK-Amp)を完全にパワーダウンすることができま す。パワーアップ時間は、30ms(typ.), 48ms(max). PMSPK bit = “0” → “1”に設定され、1.6ms後 SPGA5-0 bitsの書込み操作を行ってください。 PMSPK bits Speaker-Amp 0 Power-down 1 Power-up & Output Table 3. Speaker-Amp 出力状態 (default) ■ Bypass Mode BYPE bit = “1” (SW1=SW2=ON)の時、RVINP pin, RVINN pin から入力された信号が、それぞれSPP pin, SPN pin から出力することができます。このとき、SPK-Ampは Hi-Z状態です。 BYPE bit = “0” (SW1=SW2=OFF)の時、 SPP/SPN pin からスピーカーアンプ出力されます。PMSPK bit = “1”の場合、BYPE bit は無視されます。 Bypass Modeは、VCOM、内部発振器を含む全てのパワーマネージメントのレジスタ (Addr=00H,01H, 02H)を “0”に して動作させることも可能です。ただし、Bypass Mode時にサーマルシャットダウンの機能はOFFされます。Bypass Mode時に、サーマルシャットダウン機能を使用する場合は、PMVCM bit = “1”にして下さい。 PMSPK bit BYPE bit Mode 0 0 Power-down (SPP/SPN pins are Hi-Z) 0 1 Bypass Mode 1 x Speaker Mode Table 4. Speaker and Receiver Modes (x: Don’t care) Receiver-AMP 3.9Ω 3.9Ω RVINN pin RVINP pin AK4213 SW1 SPK-AMP SPP pin ALC Speaker SPN pin SW2 Figure 12. Bypass Mode <コントロールシーケンスの例> 1. Speaker Mode Î Bypass Mode a. Spkeaer Amp パワーダウン: PMSPK bit = “1” Æ “0”(詳細についてはFigure 18を参照してください。) b. Wait more than 500μs c. Bypass Mode有効( SW1=SW2=ON): BYPE bit = “0” Æ “1” 2. Bypass Mode Î Speaker Mode a. Bypass Mode無効 (SW1=SW2=OFF): BYPE bit = “1” Æ “0” b. Speaker-Amp パワーアップ: 詳細なシーケンスについてはFigure 18を参照してください。 MS0949-J-01 - 16 - 2008/07 [AK4213] ■ ALC動作 ALC bit = “1”の時、ALCブロックにより、スピーカーアンプ出力に対してALC動作が行われます。ALC bit = “0”のと き、SPGA5-0 bitにより設定されたゲイン値になります。 (1) ALCリミッタ動作 ALCリミッタ動作では、出力レベルが ALCリミッタ検出レベル(LMTH bit)を越えた場合、ALCリミッタATTステップ (LMAT1-0 bits)分だけ自動的にSPGA値を減衰させます。 ZELMN bit=“0”(ゼロクロス検出有効)の時、ALCリミッタ動作によりSPGA値が変更されるのは、ゼロクロスするかゼロク ロス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リカバリ時間と共通で、ZTM1-0 bits にて設定できま す。 ZELMN bit=“1”(ゼロクロス検出無効)の時、ALCリミッタ動作によりSPGA値は瞬時(周期:typ. 125μs, max 200μs)に変更されます。リミッタ動作の減衰量はLMAT1-0 bitの設定にかかわらず1 step 固定です。 減衰動作終了後でもALC bitを “0”にしない限り、再び出力レベルがALC リミッタ検出レベルを越えれば、この減衰動 作は繰り返されます。 LMTH bit 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 0 ALC Output ≥ −7.5dBV −7.5dBV > ALC Output ≥ −9.5dBV 1 ALC Output ≥ −11.5dBV −11.5dBV > ALC Output ≥ −13.5dBV Note: 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は電源 電圧に依存しません。 Table 5. ALCリミッタ検出レベル/リカバリ待機カウンタリセットレベル ZELMN bit LMAT1 bit LMAT0 bit ALC リミッタATTステップ 0 0 1 step 0.5dB 0 1 2 step 1.0dB 0 1 0 4 step 2.0dB 1 1 8 step 4.0dB 1 x x 1step 0.5dB Table 6. ALC リミッタATTステップ (x: Don’t’ care) ZTM1 bit 0 0 1 1 Zero Crossing Timeout typ. max 0 16.4ms 26.3ms 1 32.8ms 51.5ms 0 65.6ms 105.0ms 1 131.2ms 210.0ms Table 7. ALCゼロクロスタイムアウト周期 (default) (default) ZTM0 bit (default) (2) ALCリカバリ動作 MS0949-J-01 - 17 - 2008/07 [AK4213] ALCリカバリ動作は、WTM2-0 bitsで設定された時間だけ待機を行い、この間、ALCの出力信号がリカバリ待機カウン タリセットレベル(LMTH bit)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リカバリ動作は設定され た基準レベル(REF5-0 bits)まで、RGAIN1-0 bitで設定した値だけSPGA部のボリューム値を自動的に増加させます。 このALCリカバリ動作はWTM2-0 bitsで設定した周期で行われます。WTM2-0 bitsの設定はZTM1-0 bitsの設定と同じ あるいはZTM1-0 bits よりも大きい値に設定して下さい。 RGAIN1-0 bits = “10” の場合、ALCはリミッタ動作のみ行われ、リカバリ動作は行われません。 ALCリカバリ動作中、ALCの出力レベルがALCリミッタ検出レベル(LMTH bit)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 (リカバリ待機カウンタリセットレベル) ≤ (ALC出力レベル) < (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、 (リカバリ待機カウンタリセットレベル) > (ALC出力レベル) となった時から、待機時間のカウントが開始されます。 また、ALC動作はインパルス性のノイズにも対応したALCになっています。インパルス性のノイズが入力された場合、 通常のリカバリ動作よりも早いサイクルでリカバリ動作(ファーストリカバリ動作)を行います。例えば、マイクロフォンに 瞬間的に大きな音が入力された場合、この動作により大きな音に埋もれた小信号を改善することができます。 WTM2 bit 0 0 0 0 1 1 1 1 Recovery Waiting Timer typ. max 0 0 16.4ms 26.3ms 0 1 32.8ms 51.5ms 1 0 65.6ms 105.0ms 1 1 131.2ms 210.0ms 0 0 262.4ms 419.9ms 0 1 524.8ms 839.7ms 1 0 1049.6ms 1679.4ms 1 1 2099.2ms 3358.8ms Table 8. ALC Recovery Waiting Timer Period WTM1 bit RGAIN1 0 0 1 1 WTM0 bit RGAIN0 GAIN STEP 0 1 step 0.5dB 1 2 step 1.0dB 0 0 step 0dB 1 Reserved Table 9. ALC Recovery GAIN Step REF5-0 bits GAIN (dB) Step 3FH +19.5 3EH +19.0 3DH +18.5 3CH +18.0 : : 19H +0.5 0.5dB 18H 0.0 17H −0.5 : : 02H −11.0 01H −11.5 00H −12.0 Table 10. ALCリカバリ動作時の基準値設定 MS0949-J-01 - 18 - (default) (default) (Only limiter operation) (default) 2008/07 [AK4213] ALC動作設定手順例 Table 11は、ALCの設定例です。ALCはSPGA5-0 bitにて設定された値から動作を開始します。 Register Name LMTH ZELMN WTM2-0 REF5-0 LMAT1-0 RGAIN1-0 ZTM1-0 ALC Comment Data Limiter detection Level 0 Limiter Zero crossing Enable 0 Recovery waiting period 101 Maximum gain at recovery operation 3CH Limiter ATT Step 00 Recovery GAIN Step 00 Zero-crossing Timeout 01 ALC Enable bit 1 Table 11. ALC設定例 Parameter −7.5dBV Limiter Zero Crossing Enable typ.524.8ms +18dB 0.5dB 0.5dB typ.32.8ms Enable ALC動作中は、以下のビットへの変更を禁止します。これらのビットを変更する場合は、スピーカーアンプをパワーダ ウン(PMSPK bit = “0”) あるいは、ALC動作を終了(ALC bit = “0” ) してから行って下さい。 - LMTH, LMAT1-0, WTM2-0, RGAIN1-0, REF5-0, ZTM1-0, ZELMNの各ビット Example: Limiter: Zero Crossing Enable Recovery Cycle = typ. 524.8ms Limiter and Recovery Step = 1 Maximum Gain = +18dB Limiter Detection Level = −7.5dBV ALC bit = “1” ALC=OFF WR (SPGA5-0) * The value of SPGA should be (1) Addr=0EH, Data=3CH the same or smaller than REF’S. WR (REF5-0) (2) Addr=0FH, Data=3CH WR (ZTM1-0, WTM2-0) (3) Addr=10H, Data=0DH WR (ZELMN, LMAT1-0, RGAIN1-0, LMTH, ALC=”1”) (4) Addr =11H, Data=40H ALC Operation Note : WR : Write Figure 13. ALC動作設定手順例 MS0949-J-01 - 19 - 2008/07 [AK4213] ■ スピーカーボリューム (SPGA: マニュアルモード時) ALC bit = “0”のとき、SPGA5-0 bitsによりマニュアルモードになります。このモードは以下の場合に使用します。 1. 2. 3. ALC動作に関するレジスタ設定(ZTM1-0, LMTHなど)を行う場合。 ALC動作スタート時のボリューム値を設定する場合。 SPGAをマニュアルボリュームとして使用する場合。 スピーカーボリュームのゲイン量はSPGA5-0 bitsで設定します。ボリューム変更時、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 bitsにより設定可能です。PMSPK bit = “0”から、PMSPK bit = “1”に設定後、 1.6msの時間以内、SPGA5-0 bitsに対する書き込みは禁止です。また、スピーカーブロックのパワーダウン解除後 (PMSPK bit = “1”) は、SPGA5-0 bitsの値に関係なく、初期値(0dB)で立ち上がります。 SPGA5-0 3FH 3EH 3DH 3CH : 19H 18H 17H : 02H 01H 00H GAIN (dB) Step +19.5 +19.0 +18.5 +18.0 : +0.5 0.5dB 0.0 −0.5 : −11.0 −11.5 −12.0 Table 12. Speaker-Amp Volume Setting (default) SPGA5-0 bitsの書き込みを続けて行う場合は、ゼロクロスタイムアウト時間以上の間隔をあけて行って下さい。 ALC bit ALC Status Disable Enable SPGA5-0 bits Internal SPGA Disable 3CH(+18dB) 3CH(+18dB) 3CH(+18dB) --> 19H(+0.5dB) (1) 3CH(+18dB) (2) Figure 14. ALC 動作中のSPGA動作例 (1) ALC bit = “1”を書き込んだときのSPGAの値がALC動作のスタート値になります。 (2) ALC動作中は、SPGAのレジスタに書き込みを行っても反映されません。ALCがDisableされた後、最大、2回のゼ ロクロスまたはゼロクロスタイムアウト時にその値が反映されます。再度ALCをEnableする場合は、ALC bit = “0”の 後、ゼロクロスタイムアウト時間以上の間隔を空けてALC bit = “1”を設定して下さい。 MS0949-J-01 - 20 - 2008/07 [AK4213] ■ チャージポンプ回路 PVDD pinに供給された電圧から、内部のチャージポンプ回路により、負電源(PVEE) を生成します。生成された負電 源は、ヘッドフォンアンプ用の電源として使用されます。 PMCP bit = “1”の時、チャージポンプ回路は動作します。必 ず、PMVCM=PMOSC bits= “1”にして下さい。 チャージポンプ回路のパワーアップ時間は、typ. 6.2ms, max. 10ms となります。ヘッドフォンアンプ(PMHPL or PMHPR bit = “1”の場合) は、チャージポンプ回路が立ち上がった後、立ち上がります(立ち上げシーケンスについて Figure 17を参照して下さい)。 ■ ヘッドフォンアンプ (HPL/HPR pins) ヘッドフォンアンプはSVDD駆動のレギュレター回路で生成する正電源とPVDD駆動の内蔵のチャージポンプ回路で 生成する負電源で動作します。出力はVSS3 (0V)を中心にシングルエンドになっており、DCカット用のコンデンサは 不要です。負荷抵抗はmin. 16Ωです。出力電圧はデフォルト(HPGA4-0 bits = “19H” (0dB))で0.7Vrmsのシングルエ ンド入力時、0.69Vrms (= 30mW @ 16Ω)を出力します。また、HPL/HPR出力は、HPGA4-0 bits でゲイン設定を行うこ とができます。ボリュームの設定は、L/R共通に行われ、HPGA4-0 bitでは、+12dB から-50dBまで、2dB stepで変更す ることが可能です。 HPGA4-0 bits GAIN (dB) Step 1FH +12 1EH +10 : 1AH +2 19H 0 18H −2 2dB 17H −4 16H −6 : : 2H −46 1H −48 0H −50 Table 13. Headphone-Amp Volume Setting Input (default) Input Volume Mixing & Selector HP Volume HP-Amp (-1.94dB @ Vol =0dB) (0dB) (HPGA=0dB) (+1.94dB) Figure 15. Headphone-Amp Path Level Diagram MS0949-J-01 - 21 - 2008/07 [AK4213] HPMTN bitを “1”にするとヘッドフォン出力が可能になります。HPMTN bitを “0”にすると出力をミュートします。ミュー トON/OFFの時間は、PTS1-0 bits, MOFF bit によって設定されます。 PMHPL, PMHPR bitを “0”にすることで、ヘッドフォンアンプを完全にパワーダウンすることができます。この時、HPL, HPR pin はVSS3にプルダウンされます。プルダウン抵抗値は、HPZ bit= 0”の時20Ω(typ)、HPZ bit = “1”の時25kΩ (typ)です。パワーアップの時間は、typ. 16.4ms, max. 26.3ms、パワーダウンは、瞬時に行われます。 PMCP/PMVCM x x 1 1 PMHPL/R 0 0 1 1 HPMTN HPZ Mode HPL/R pins x 0 Power-down & Mute Pull-down by 20Ω (typ) (default) x 1 Power-down Pull-down by 25kΩ (typ) 0 0 Mute VSS3 1 0 Normal Operation Normal Operation Table 14. ヘッドフォン出力状態 (x: Don’t’ care) <外部ヘッドフォンアンプとのWired OR> PMVCM=PMCP=PMOSC=HPZ bits = “1” (チャージポンプ回路はパワーアップ)の場合、AK4213のHP-Ampと外部 のHP-AmpをWired ORで接続し外部のHP-Ampを使用することができます。チャージポンプが立ち上がると、外部 HP-Ampの出力振幅は±PVDD[Vpp]以下まで対応可能になります。 HPL pin AK4213 Headphone HPR pin Another HP-Amp Figure 16. 外部単電源ヘッドフォンアンプとのWired OR MS0949-J-01 - 22 - 2008/07 [AK4213] ■ 遷移時間 Headphone-AmpのミュートON/OFFの遷移時間はPTS1-0 bitsで設定し、それぞれソフト遷移していきます。 ソフト遷移のEnable/Disableは MOFF bitで設定することができます。このビットが “1”のときソフト遷移は Disableされ、ミュートがHPMTN bitの設定により、瞬時にON/OFFします。 ソフト遷移Enable時は、Table 15に示す同一アドレスのレジスタ値変更は遷移時間以上の間隔を空けて行って下さ い。これらのレジスタに前回と同じ値を書き込んだ場合、レジスタ書き込みは無視されます。 PTS1-0 bits Address Register Name Enable / Disable 0DH HPMTN bit MOFF bit Table 15. Registers with Transition Time MUTE ON/OFF Time typ. max. 0 0 16.4ms 26.3ms 0 1 32.8ms 51.5ms 1 0 65.6ms 105.0ms 1 1 131.2ms 210.0ms Table 16. Headphone-Amp Mute ON/OFF Transition Time PTS1 PTS0 (default) ■ サーマルシャットダウン スピーカー出力のショート等によりデバイス内部が異常発熱した場合、自動的にチャージポンプとヘッドフ ォンアンプとCLASS-Dスピーカーアンプがパワーダウン(サーマルシャットダウン)され、THDET bit が “1” になります。一度、サーマルシャットダウンがかかると、PDN pinによるリセットをしない限り復帰はしま せん。デバイスの状態は、THDET bitにてモニターすることができます。Bypass Mode時にこの機能を使用す る場合は、PMVCM bit = “1”として下さい。推奨シーケンスは以下の通りです。 <推奨シーケンス> 1. 2. 3. 4. 5. ■ VCOM Power-Up; PMVCM bit = “0” Æ “1” Wait more than 1ms Bypass Mode Enable: BYPE bit = “0” Æ “1” Bypass Mode Disable: BYPE bit = “1” Æ “0” VCOM Power-down; PMVCM bit = “1” Æ “0” システムリセット PDN pin = “L”の状態で電源を投入してください。全ての電源 (AVDD, PVDD, SVDD, TVDD)が立ち上がった後、 PDN pin を “H”に下さい。リセット解除後 (PDN pin = “L” Æ “H”)、全てのブロック(Input Volume, VCOM, 内部発振 器、Mixer, Headphone-Amp, Speaker-Amp, Charge-Pump)はパワーダウン状態で立ち上がります。PDN pinでリセット されない限り、コントロールレジスタの内容は保持されています。 MS0949-J-01 - 23 - 2008/07 [AK4213] ■ Power-Up/Down シーケンス 1) HP-Amp Power Supply (1) PDN pin (2) PMVCM bit PMOSC bit PMMHL/R bit PMCP bit (3) PVEE pin 0V 0V PVEE ≥ 0s (10) PMVx bits Input Volume Output State (4) Hi-z PMHPL/R bit Hi-z VCOM (5) HPMTN bits HPL/HPR pins 0V Normal MUTE (6) (7) MUTE (8) 0V (9) Figure 17. HP-Amp パワーアップ/ダウンシーケンス例 (1) 電源立ち上げ後、PDN pin “L”Æ“H”にしてださい。 この場合、AK4213をリセットするため、150ns以上の“L”区間が必要です。 PDN pin = “L”の状態で電源を投入してください。すべての電源(AVDD, TVDD, PVDD, SVDD)が立ち上が った後、PDN pinを“H”にしてください。 (2) PTS1-0, MOFF, HPGA4-0, SD3-1 bits を設定。 (3) Regulator、チャージポンプ回路、VCOM、HP-AmpのMixer & Selector、及び内部発振器のパワーアップ: PMCP = PMMHL = PMMHR = PMOSC = PMVCM bit = “0” Æ “1” PVEE pin は、max. 10ms の時間でPVEE電圧になります。 (4) 入力ボリュームのパワーアップ: PMVx bit = “0” Æ “1” 入力ボリュームの設定 (L1V3-0, L2V3-0, L3V3-0, R1V3-0, R2V3-0, R3V3-0 bits) 入力パスの設定(HPLL3-1, HPLR3-1, HPRR3-1, HPRL3-1 bits) 入力ボリュームは、max. 26.3ms の時間で立ち上がります。入力ボリュームが立ち上がっている時、入力パス、 入力ボリュームの設定を行うことができます。 (5) PMCPとPMHPL/R bits が “1”に設定された場合、或はCharge-Pump回路が立ち上がっている間、PMHPL/R bits が “1”に設定された場合、Headphone-AmpはCharge-Pump回路が立ち上がった後、パワーアップされます。 (6) ヘッドフォンアンプのパワーアップ: PMHPL/R bits = “0” Æ “1” ヘッドフォンアンプのミュート状態で、GNDレベルを出力しています。パワーアップ時間は、max 26.3msです。 (7) ヘッドフォンアンプのミュート解除: HPMTN bit = “0” Æ “1” 遷移時間経過後、通常状態になります。ミュート解除時間は、PTS1-0 bits と MOFF bit の設定で決まります。 (8) ヘッドフォンアンプのミュート: HPMTN bit = “1” Æ “0” ヘッドフォンアンプは、PTS1-0 bits, MOFF bitで設定した時間経過後、ミュート状態になります。 (9) ヘッドフォンアンプのパワーダウン: PMHPL//R bits = “1” Æ “0” 瞬時にヘッドフォンアンプがパワーダウンされます。 (10) チャージポンプ回路、VCOM、HP-AmpのMixer & Selector、及び内部発振器: PMCP bit = PMMHL bit = PMMHR = PMOSC = PMVCM bit = “1” Æ “0” PVEE pin は、PVEE pin に接続しているコンデンサと内部抵抗の時定数に従って、0Vになります。内部抵抗は、 typ.17.5kΩです。チャージポンプ回路は、この期間にパワーアップしても構いません。 MS0949-J-01 - 24 - 2008/07 [AK4213] 2) SPK-Amp Power Supply (1) PDN pin (2) PMVCM bit PMOSC bit Don’t care Clock Input Don’t care ≥ 0s PMVx bits Input Volume Output State PMMSP bit PMSPK bit (3) Hi-Z VCOM Hi-Z (8)≥ 500us (4)≥ 0s (5) ≥ 1.6ms (5)≥ 1.6ms SPGA bits Default Default xxH xxH Default ALC bit (6) ALC state Disable (6) Enable (7) SPP/SPN pins Hi-Z Enable Disable Disable (7) Normal Hi-Z Normal Hi-Z Figure 18. SPK-Amp パワーアップ/ダウンシーケンス例 (1) 電源立ち上げ後、PDN pin “L” Æ “H”。この場合、AK4213をリセットするため、150ns以上の“L”区間が必要で す。 PDN pin = “L”の状態で電源を投入してください。すべての電源(AVDD, TVDD, PVDD, SVDD)が立ち上が った後、PDN pinを“H”にしてください。 (2) VCOM、発振器のパワーアップ: PMVCM= PMOSC: “0” Æ “1” この期間に SD3-1 bits を設定して下さい。 (3) 入力ボリュームのパワーアップ: PMVx bit = “0” Æ “1” 入力ボリュームの設定 (L1V3-0, L2V3-0, L3V3-0, R1V3-0, R2V3-0, R3V3-0 bits) 入力パスの設定(SPKL3-1, SPKR3-1 bits) 入力ボリュームは、max. 26.3ms の時間で立ち上がります。入力ボリュームが立ち上がっている時、入力パス、 入力ボリュームの設定を行うことができます。 (4) SPK-AmpのMixer & Selector とSPK-Ampのパワーアップ: PMMSP=PMSPK bits = “0”Æ “1” (5) SPGA5-0bitの設定: PMSPK bit が 1 に設定した後、1.6ms以上の時間を待ってからSPGA5-0 bit及びALCの設 定が可能になります。 (6) ALC設定:max. 30ms後、ALCはEnable状態になります。 ALC動作時のレジスタセットアップシーケンス”を参照 してください。 (7) PMSPK bit = “0” Æ “1”に変更され、max 48msの時間後からスピーカー出力は通常動作になります。 (8) 一度スピーカーブロックをパワーダウンした場合は、500usを経過してから再度、パワーオンして下さい。また、 PMMSP, PMSPK bit = “1” Æ “0”に変更され、min 0.5msの時間後PMVCM,PMOSC bit = 1” Æ “0”にしてくださ い。 MS0949-J-01 - 25 - 2008/07 [AK4213] 3) HP-Amp or SPK-Amp パワーアップ中のパスの切替 例: HP-Ampがパワーアップ状態で、LIN1/RIN1を LIN2/RIN2のパスに切替える場合 (1) HPLL1/R1 bits (2) PMV1 bit ≥ 0s VCOM LIN1/RIN1 Volume Output State Hi-Z Output (5) HPLL2/R2 bits ≥ 0s (3) PMV2 bit (4) LIN2/RIN2 Volume Output State Hi-Z Output Figure 19. HP-Amp パワーアップ中のパスの切替シーケンス例 (1) (2) (3) (4) (5) LIN1/RIN1 からHP-AmpへのパスをOFF: HPLL1 = HPLR1 = “1” Æ “0” LIN1/RIN1のInput Volumeをパワーダウン: PMV1 = “1” Æ “0” RLIN2/RIN2のInput Volumeをパワーアップ: PMV2 = “0” Æ “1” LIN2/RIN2の入力ボリュームが、max.26.3msで立ち上がります。 LIN2/RIN2からHP-AmpへのパスをON: HPLL2 = HPLR2 = “0” Æ “1” MS0949-J-01 - 26 - 2008/07 [AK4213] ■ シリアルコントロールインターフェース AK4213のI2Cバスモードのフォーマットは、Fast-Mode (max:400kHz)をサポートしています。SDA, SCL pinsのプルア ップ抵抗の接続先は、(TVDD+0.3)V以下にして下さい。 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 20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 26)。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 “0010011”固定です (Figure 21)。アドレスが一致した場合、AK4213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 27)。R/Wビ ットが “0”の場合はデータ書き込み、R/Wビットが “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で構成されます(Figure 22)。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 23)。AK4213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 26)。 AK4213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 “12H”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 28)。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 20. I2C バスモードのデータ書き込みシーケンス 0 0 1 0 0 1 1 R/W A2 A1 A0 D2 D1 D0 Figure 21. 第1バイトの構成 0 0 0 A4 A3 Figure 22. 第2バイトの構成 D7 D6 D5 D4 D3 Figure 23. 第3バイト以降の構成 MS0949-J-01 - 27 - 2008/07 [AK4213] 2. READ 命令 R/W bit が “1”の場合、AK4213はREAD動作を行います。指定し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 “12H”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。 AK4213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 AK4213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、AK4213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 S T O P R/W="1" Slave S Address SDA 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 24. CURRENT ADDRESS READ命令 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。AK4213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。AK4213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、マスタがアクノリッジ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) 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 25. RANDOM ADDRESS READ 命令 MS0949-J-01 - 28 - 2008/07 [AK4213] SDA SCL S P start condition stop condition Figure 26. 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 27. I2Cバスでの確認応答 SDA SCL data line stable; data valid change of data allowed Figure 28. I2Cバスでのビット転送 MS0949-J-01 - 29 - 2008/07 [AK4213] ■ Register Map Addr 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 11H 12H Register Name Power Management 0 Power Management 1 Power Management 2 Mode Control 0 Lch Headphone Mixer Rch Headphone Mixer Speaker Mixer Reserved Input Volume #1 Input Volume #2 Input Volume #3 Reserved Mode Control 1 Headphone PGA Control Speaker PGA Control ALC Mode Control 1 ALC Mode Control 2 ALC Mode Control 3 TEST D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 PMMHR PMMHL PMHPR PMHPL PMCP PMOSC PMVCM 0 0 0 0 0 PMMSP 0 PMSPK 0 0 0 0 0 PMV3 PMV2 PMV1 THDET 0 0 BYPE 0 SD3 SD2 SD1 0 0 HPLR3 HPLL3 HPLR2 HPLL2 HPLR1 HPLL1 0 0 HPRR3 HPRL3 HPRR2 HPRL2 HPRR1 HPRL1 0 0 SPKR3 SPKL3 SPKR2 SPKL2 SPKR1 SPKL1 0 0 0 0 0 0 0 0 R1V3 R1V2 R1V1 R1V0 L1V3 L1V2 L1V1 L1V0 R2V3 R2V2 R2V1 R2V0 L2V3 L2V2 L2V1 L2V0 R3V3 R3V2 R3V1 R3V0 L3V3 L3V2 L3V1 L3V0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 MOFF 0 PTS1 PTS0 0 0 0 HPZ HPMTN HPGA4 HPGA3 HPGA2 HPGA1 HPGA0 0 0 SPGA5 SPGA4 SPGA3 SPGA2 SPGA1 SPGA0 0 0 REF5 REF4 REF3 REF2 REF1 REF0 0 0 0 ZTM1 ZTM0 WTM2 WMT1 WMT0 0 ALC ZELMN LMAT1 LMAT0 RGAIN1 RGAIN0 LMTH 0 0 0 0 0 0 0 0 PDN pin = “L”時、全レジスタは書き込み不可です。 PDN pin を “L”にすると、レジスタ値は初期化されます。 Note 29: “0”で指定されたビットへの“1”の書き込みは禁止です。 Note 30: アドレス00H ∼ 12H以外のアドレスへの書き込みは禁止です。 MS0949-J-01 - 30 - 2008/07 [AK4213] ■ Register Definitions Addr 00H Register Name Power Management 0 R/W Default D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 PMMHR PMMHL PMHPR PMHPL PMCP PMOSC PMVCM RD 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 PMVCM: VCOM, Headphone AMP用Regulator のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMOSC: Internal Oscillator のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMCP: Charge Pump回路 のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMHPL: Lch Headphone-Ampのパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMHPR: Rch Headphone-Amp のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMMHL: Lch Headphone-Amp 用 Mixing & Selector 回路のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMMHR: Rch Headphone-Amp 用 Mixing & Selector 回路のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON MS0949-J-01 - 31 - 2008/07 [AK4213] Addr 01H Register Name Power Management 1 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D3 D2 0 PMMSP RD 0 R/W 0 D1 0 RD 0 D3 0 RD 0 D2 PMV3 R/W 0 D1 PMV2 R/W 0 D0 PMSPK R/W 0 PMSPK: Speaker-Ampのパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMSPK bit = 0 の時、SPP pin と SPN pin は、Hi-Zになります。 PMMSK: Speaker-Amp用Mixing & Selector 回路のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON Addr 02H Register Name Power Management 2 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D0 PMV1 R/W 0 PMV1: Input Volume #1のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMV2: Input Volume #2のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PMV3: Input Volume #3のパワーマネージメント 0: Power OFF (default) 1: Power ON PDN pinを “L”にするとこれらレジスタ値の設定に関わらず全回路を一度にパワーダウンできます。 このときコントロールレジスタの内容はすべて初期化されます。 アドレス00H, 01H, 02Hの全てのパワーマネジメントビットを“0”にすることで、全回路を一度にパワーダウンするこ とができます。この時レジスタの内容は保持されます。消費電流は18μA(typ)なので、完全にシャットダウンする にはPDN pin = “L”としてください。 MS0949-J-01 - 32 - 2008/07 [AK4213] Addr 03H Register Name Mode Control 0 R/W Default D7 THDET RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 BYPE R/W 0 D3 0 RD 0 D2 SD3 R/W 0 D1 SD2 R/W 0 D0 SD1 R/W 0 SD1: Input mode setting of LIN1/IN1- and RIN1/IN1+ pins 0: Single-ended Mode (default) 1: Differential Mode SD2: Input mode setting of LIN2/IN2- and RIN2/IN2+ pins 0: Single-ended Mode (default) 1: Differential Mode SD3: Input mode setting of LIN3/IN3- and RIN3/IN3+ pins 0: Single-ended Mode (default) 1: Differential Mode BYPE: Bypass Modeイネーブル 0: Disable (default) 1: Enable PMSPK bit = “0”の状態で、BYPE bit を “0”から“1”に変更すると、AK4213はspeaker-ampがパワーダ ウン後バイパスモードになります。また、PMSPK bit = “1”の時、BYPE bit は無効となります。 THDET: Thermal Shutdown 検出 0: Normal Operation (default) 1: Thermal Shutdown Addr 04H 05H 06H 07H Register Name Lch Headphone Mixer Rch Headphone Mixer Speaker Mixer Reserved R/W Default D7 0 0 0 0 RD 0 D6 0 0 0 0 RD 0 D5 HPLR3 HPRR3 SPKR3 0 R/W 0 D4 HPLL3 HPRL3 SPKL3 0 R/W 0 D3 HPLR2 HPRR2 SPKR2 0 R/W 0 D2 HPLL2 HPRL2 SPKL2 0 R/W 0 D1 HPLR1 HPRR1 SPKR1 0 R/W 0 D0 HPLL1 HPRL1 SPKL1 0 R/W 0 D7 R1V3 R2V3 R3V3 0 R/W 1 D6 R1V2 R2V2 R3V2 0 R/W 0 D5 R1V1 R2V1 R3V1 0 R/W 1 D4 R1V0 R2V0 R3V0 0 R/W 0 D3 L1V3 L2V3 L3V3 0 R/W 1 D2 L1V2 L2V2 L3V2 0 R/W 0 D1 L1V1 L2V1 L3V1 0 R/W 1 D0 L1V0 L2V0 L3V0 0 R/W 0 Input Mixers: (Figure 7) 0: OFF (default) 1: ON Addr 08H 09H 0AH 0BH Register Name Input Volume #1 Input Volume #2 Input Volume #3 Reserved R/W Default Input Volumes: Default: 0dB (Table 1) MS0949-J-01 - 33 - 2008/07 [AK4213] Addr 0CH Register Name Mode Control 1 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 MOFF R/W 0 D4 0 RD 0 D3 PTS1 R/W 0 D2 PTS0 R/W 0 D1 0 RD 0 D0 0 RD 0 D4 HPGA4 R/W 1 D3 HPGA3 R/W 1 D2 HPGA2 R/W 0 D1 HPGA1 R/W 0 D0 HPGA0 R/W 1 D3 SPGA3 R/W 1 D2 SPGA2 R/W 0 D1 SPGA1 R/W 0 D0 SPGA0 R/W 0 PTS1-0: Headphone-Amp Mute ON/OFF Transition Time Default: “00”; typ. 16.4ms (Table 16) MOFF: HPMTN bit 変更時のソフト遷移 0: Enable (default) 1: Disable Addr 0DH Register Name Headphone PGA Control R/W Default D7 0 RD 0 D6 HPZ R/W 0 D5 HPMTN R/W 0 HPGA4-0: Headphone-Amp Volume Setting Default: 19H; 0dB (Table 13) HPMTN: Headphone-Amp Mute 0: Mute (default) 1: Normal Output HPZ: Headphone-Ampパワーダウン時の出力モード 0: Ground Mode (default) HPL/HPR pinsは、VSS3を出力します。 1: Hi-Z Mode HPL/HPR pins は、Hi-Z (typ. 25kΩ)になります。 Addr 0EH Register Name Speaker PGA Control R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 SPGA5 R/W 0 D4 SPGA4 R/W 1 SPGA5-0: Speaker-Amp Volume Setting Default: 18H; 0dB (Table 12) PMSPK bit = “0”の場合、SPGA5-0 bitsは読み込み、書き込みともに禁止です。PMSPK bit = “0”の状態 から、PMSPK bit = “1”に変更すると、SPGA5-0 bitsに関係なく、初期値(0dB)で立ち上がります。 Addr 0FH Register Name ALC Mode Control 1 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 REF5 R/W 1 D4 REF4 R/W 1 D3 REF3 R/W 1 D2 REF2 R/W 1 D1 REF1 R/W 0 D0 REF0 R/W 0 REF5-0: ALC リカバリ動作時の基準値の設定 Default: 3CH; +18dB (Table 10) MS0949-J-01 - 34 - 2008/07 [AK4213] Addr 10H Register Name ALC Mode Control 2 R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 ZTM1 R/W 0 D3 ZTM0 R/W 1 D2 WTM2 R/W 1 D1 WTM1 R/W 0 D0 WTM0 R/W 1 WTM2-0: ALCリカバリ待機時間の設定 Default: “101”, typ. 524.8ms (Table 8) ZTM1-0: ALC ゼロクロスタイムアウト時間の設定 Default: “01”, typ. 32.8ms (Table 7) Addr 11H Register Name ALC Mode Control 3 R/W Default D7 0 RD 0 D6 ALC R/W 0 D5 D4 D3 D2 D1 ZELMN LMAT1 LMAT0 RGAIN1 RGAIN0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 D0 LMTH R/W 0 D2 0 RD 0 D1 0 RD 0 D0 0 RD 0 LMTH: ALCリミッタ検出レベル/リカバリ待機カウンタリセットレベル Default: “0” (Table 5) RGAIN1-0: ALCリカバリゲインステップ Default: “00”; 1 step (Table 9) LMAT1-0: ALCリミッタATTステップ Default: “00”; 1 step (Table 6) ZELMN: ALCリミッタ動作時ゼロクロス検出イネーブル 0: Enable (default) 1: Disable ALC: ALCイネーブル 0: ALC Disable (default) 1: ALC Enable “1”でALCをイネーブルします。初期値は “0”(Disable)です。 Addr 12H Register Name TEST R/W Default D7 0 RD 0 D6 0 RD 0 D5 0 RD 0 D4 0 RD 0 D3 0 RD 0 このアドレスはすべて“0”にしてください。 MS0949-J-01 - 35 - 2008/07 [AK4213] システム設計 Figure 29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(AKD4213)を参照して下さい。 0.22µ 0.22µ 0.22µ 0.22µ 0.22µ 2.2µ + 0.22µ Analog Input Analog Input 0.1µ Power Supply 3.0∼5.5V Headphone LIN3/IN3- HPR VCOM RIN1/IN+ SVDD + LIN1/IN1- 0.1µ RIN3/IN3+ HPL RIN2/IN2+ SPN VSS2 10µ SPP Speaker (Note) 2.2µ PVEE VSS3 + PDN LIN2/IN2- TEST SPIN RVINN RVINP 3.9Ω Top View 3.9Ω 0.1µ PVDD SDA TVDD Analog Input 0.1µ CP CN SCL VSS1 AVDD MIXO + 2.2µ (Note) 0.1µ 0.1µ uP Power Supply Power Supply 2.6∼3.6V + 1.6∼3.6V 10µ Analog Ground Digital Ground Figure 29. システム接続図 Note: - - CP pinとCN pinおよびPVSS pinとPVEE pinの間に接続するコンデンサは低ESR(等価直列抵抗)の部品 を使用して下さい。極性付きのコンデンサを使用する場合、それぞれCP側、VSS3側にコンデンサ の正極端子を接続して下さい。 VSS1, VSS2, VSS3は同じアナログのグランドに接続してください。 VCOM pin 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VSS1との間に接続して下さい。VCOM pinから電流は取ってはいけません。 入力ボリューム立ち上げ時のボツ音を軽減させるために、LINx/RINx(x=1~3) pinsには0.22μF以下の コンデンサを接続して下さい。 MS0949-J-01 - 36 - 2008/07 [AK4213] パッケージ 29pin CSP ( 3.0mm × 3.0mm, 0.5mm pitch, BGA) Bottom View Top View B 0.23 2.96 ± 0.05 0.50 0.48 5 5 4213 3 XXXX 2 A 4 2.96 ± 0.05 4 3 2 1 1 B C D E F F E D φ 0.30 ± 0.05 0.65 ± 0.05 A C B φ 0.05 A M S AB S 0.25 ± 0.05 0.08 MS0949-J-01 S - 37 - 2008/07 [AK4213] マーキング 4213 XXXX 1 A XXXX: Date code (4 digit) Pin #A1 indication 改訂履歴 Date (YY/MM/DD) 08/05/19 08/07/09 Revision 00 01 Reason 初版 仕様変更 Page Contents 3 ■ オーダリングガイド AK4213EC → AK4213ECB ■ Register Definitions 01H、GDDLY bitを削除。 パッケージ パッケージ図変更 黒塗り 32 37 重要な注意事項 •本書に記載された製品、及び、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下さい。 •本書に掲載された情報・図面の使用に起因した第三者の所有する特許権、工業所有権、その他の権利 に対する侵害につきましては、当社はその責任を負うものではありませんので、ご了承下さい。 •本書記載製品が、外国為替及び、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下さい。 •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下さい。 •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。 MS0949-J-01 - 38 - 2008/07