AKM AK4637EN 仕様

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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1. 概要

AK4637 はマイクアンプ、スピーカアンプを内蔵した低消費電力の 24bit モノラル CODEC です。

サンプリング周波数は、8kHz から 48kHz まで対応し、Narrowband, Wideband, Super Wideband の音

声信号処理からオーディオ帯域の信号処理まで、幅広く対応します。

入力にはマイクアンプ及び ALC(Automatic Level Control) 回路を内蔵し、出力には 1W のスピーカアン

プを内蔵しており、録再機能付きポータブル機器用途に最適です。

パッケージは小型の QFN(3 x 3mm, 0.4mm pitch)を採用、実装面積を大幅に削減します。

民生グレード AK4637EN と車載グレード AK4637VN があります。

アプリケーション:

 IP Camera

 Digital Camera

 MFP(Multi Function Printer)

 DCM (Data Communication Module)

2. 特長

1. 録音側機能

 シングルエンド入力 or 差動入力

 マイク用ゲインアンプ内蔵: +30dB ~ 0dB, 3dB Step

 マイクパワー内蔵: 出力電圧: 2.0V or 2.4V

Noise Level: -108dBV

 Digital ALC (Automatic Level Control) 回路内蔵

(Setting Range: +36dB ~ 52.5dB, 0.375dB Step)

 ADC 特性: S/(N+D): 83dB, DR, S/N: 88dB (MIC-Amp=+18dB)

S/(N+D): 84dB, DR, S/N: 95dB (MIC-Amp=0dB)

 風切り音フィルタ

 5 段のノッチフィルタ: 動作中ゲイン切替え対応

 Digital MIC Interface 内蔵

2. 再生側機能

 Digital ALC (Automatic Level Control) 回路内蔵

(Setting Range: +36dB ~ 52.5dB, 0.375dB Step)

 Sidetone ミキシング & ボリューム内蔵 (0dB ~ 18dB, 6dB Step)

 ディジタルボリューム内蔵 (+12dB ~ 89.5dB, 0.5dB Step, Mute)

 モノラルスピーカアンプ内蔵 (ライン出力切替え機能)

- SPK-AMP 特性: S/(N+D): 75dB@250mW, S/N: 97dB

- BTL 接続

- 定格出力: 400mW@8 (AVDD=3.3V), 1W@8 (AVDD=5V)

 アナログミキシング: BEEP 入力

3. パワーマネジメント機能

4. マスタクロック:

(1) PLL モード

 周波数: 11.2896MHz, 12.288MHz, 12MHz, 13.5MHz, 24MHz, 27MHz (MCKI pin)

24bit Mono CODEC with MIC/SPK-AMP

AK4637

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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16fs, 32fs, 64fs (BICK pin)

(2) 外部クロックモード

 周波数: 256fs, 384fs, 512fs or 1024fs (MCKI pin)

5. サンプリング周波数

 PLL Slave Mode (BICK pin): 8kHz ~ 48kHz

 PLL Master Mode:

8kHz, 11.025kHz, 12kHz, 16kHz, 22.05kHz, 24kHz, 32kHz, 44.1kHz, 48kHz

 EXT Master/Slave Mode:

8kHz ~ 48kHz (256fs, 384fs, 512fs), 8kHz ~ 24kHz (1024fs)

6. マスタ／スレーブモード

7. オーディオインタフェースフォーマット: MSB First, 2’s complement

 ADC: DSP Mode, 16/24bit 前詰め, 16/24bit I

2

S

 DAC: DSP Mode, 16/24bit 前詰め, 16bit 後詰め, 16/24bit I

2

S

8. シリアル μP インタフェース: I

2

C Bus (Ver 1.0, 400kHz Fast-Mode)

9. Ta = 40  85C

10. 電源電圧:

 アナログ電源 (AVDD): 2.8 ~ 5.5V

 ディジタル電源 (DVDD): 1.6 ~ 1.98V

 ディジタル I/O 電源 (TVDD): 1.6 or (DVDD-0.2) ~ 3.6V

11. パッケージ:

 20-pin QFN (3 x 3mm, 0.4mm pitch)

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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3. 目次

1. 概要 .............................................................................................................................................. 1

2. 特長 .............................................................................................................................................. 1

3. 目次 .................................................................................................................................................. 3

4. ブロック図 ........................................................................................................................................... 5

5. ピン配置と機能説明 ............................................................................................................................ 6

■ ピン配置 ............................................................................................................................................ 6

■ AK4951EN との比較 ......................................................................................................................... 7

■ ピン機能 ............................................................................................................................................ 9

■ 使用しないピンの処理について ........................................................................................................ 9

6. 絶対最大定格 ..................................................................................................................................... 10

7. 推奨動作条件 ..................................................................................................................................... 10

8. 電気的特性 .......................................................................................................................................... 11

■ アナログ特性 .................................................................................................................................... 11

■ モード別の消費電力 ........................................................................................................................ 13

■ フィルタ特性 ................................................................................................................................... 14

■ DC 特性 ........................................................................................................................................... 15

■ スイッチング特性 ............................................................................................................................ 16

■ タイミング波形 ............................................................................................................................... 20

9. 機能説明 ............................................................................................................................................ 27

■ システムクロック ............................................................................................................................ 27

■ マスタモードとスレーブモードの切り替え ................................................................................... 27

■ PLL モード ...................................................................................................................................... 28

■ PLL のアンロックについて ............................................................................................................. 28

■ PLL Master Mode (PMPLL bit = “1”, M/S bit = “1”) ......................................................................... 29

■ PLL Slave Mode (PMPLL bit = “1”, M/S bit = “0”) ........................................................................... 31

■ EXT Slave Mode (PMPLL bit = “0”, M/S bit = “0”) ........................................................................... 32

■ EXT Master Mode (PMPLL bit = “0”, M/S bit = “1”) ......................................................................... 33

■ システムリセット ............................................................................................................................ 34

■ オーディオインタフェースフォーマット ....................................................................................... 35

■ マイク／ライン入力セレクタ ......................................................................................................... 39

■ マイク用ゲインアンプ .................................................................................................................... 39

■ マイクパワー ................................................................................................................................... 40

■ ディジタルマイク ............................................................................................................................ 41

■ ディジタルブロック ........................................................................................................................ 43

■ ディジタル HPF1 ............................................................................................................................ 45

■ Digital Programmable Filter 回路 ................................................................................................... 45

■ ALC 動作 ......................................................................................................................................... 50

■ 入力ディジタルボリューム (マニュアルモード時) ........................................................................ 56

■ Sidetone 用ディジタルボリューム ................................................................................................. 57

■ DAC 入力信号切り替え ................................................................................................................... 57

■ 出力ディジタルボリューム ............................................................................................................. 57

■ ソフトミュート ............................................................................................................................... 58

■ BEEP 入力 ....................................................................................................................................... 59

■ スピーカアンプ (SPP/SPN pins, LOSEL bit = “0”) ........................................................................ 60

■ サーマルシャットダウン機能 ......................................................................................................... 61

■ モノラルライン出力 (AOUT pin, LOSEL bit = “1”) ......................................................................... 62

■ レギュレータブロック .................................................................................................................... 64

■ シリアルコントロールインタフェース ........................................................................................... 65

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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■ レジスタマップ ............................................................................................................................... 68

■ 詳細説明 .......................................................................................................................................... 70

10. 外部接続回路例 .............................................................................................................................. 82

11. コントロールシーケンス ............................................................................................................... 84

■ クロックの設定 ............................................................................................................................... 84

■ マイク入力録音 ............................................................................................................................... 87

■ ディジタルマイク入力 .................................................................................................................... 88

■ スピーカ出力 ................................................................................................................................... 89

■ スピーカからの BEEP 信号出力 ..................................................................................................... 90

■ ライン出力 ...................................................................................................................................... 91

■ クロックの停止 ............................................................................................................................... 92

■ パワーダウン ................................................................................................................................... 93

12. パッケージ ..................................................................................................................................... 94

■ 外形寸法図 ...................................................................................................................................... 94

■ 材質・メッキ仕様 ............................................................................................................................ 94

■ マーキング ...................................................................................................................................... 94

13. オーダリングガイド ....................................................................................................................... 95

14. 改訂履歴 ......................................................................................................................................... 95

重要な注意事項 ........................................................................................................................................ 96

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 5 -

4. ブロック図

TVDD

BICK

FCK

SDTO

SDTI

VSS2

PMPFIL

Control

Register

SCL

SDA

MIC Power

Supply

MIC-Amp

+30~0dB

HPF

PMADC

PMMP

Internal

MIC

MPWR

AIN/IN+/DMDAT

AVDD

PDN

Audio

I/F

VSS1

DVDD

PMBP

BEEP

PMDAC

DVOL

SMUTE

ADC

LPF

HPF2

4-band EQ

ALC

1 Band EQ

DAC

PMSL

Mono

Speaker

SPP/AOUT

SPN

AVDD

VCOM

PLL

MCKI

PMPLL

BEEP/IN-/DMCLK

REGFIL

LDO

2.3V

MIC-Power

Digital Core

Analog Block

PFVOL

SPK-Amp

Figure 1. ブロック図

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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5. ピン配置と機能説明

■ ピン配置

VSS1

VCOM

REGFIL

MPWR

BEEP/IN-/DMCLK

AVDD

SPN/NC

VSS2

SPP/AOUT

DVDD

AIN/IN+/DMDAT

PDN

SCL

SDA

BICK

FCK

MCKI

SDTO

AK4637

Top View

15

14

13

9

8

7

6

12

11

TVDD

10

SDTI

16

17

18

19

20

1

2

3

4

5

Figure 2. ピン配置

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 7 -

■ AK4951ENとの比較

1. 機能

機能

AK4951EN

AK4637EN, AK4637VN

Stereo/Mono

Stereo

Mono

AVDD

2.8V ~ 3.5V

2.8V ~ 5.5V

SVDD

1.8V  5.5V

-

DVDD

1.6V ~ 1.98V

←

TVDD

1.6V or (DVDD-0.2)V  3.5V

1.6V or (DVDD-0.2)V  3.6V

差動入力

なし

あり

マイク感度補正機能

あり

なし

自動風切り音フィルタ

あり

なし

ステレオ感強調

あり

なし

ヘッドフォン出力

あり

なし

Audio I/F Format

DSP Mode なし

DSP Mode あり

Package

32pin QFN (4 x 4mm, 0.4mm pitch)

20pin QFN (3 x 3mm, 0.4mm pitch)

2. レジスタマップ

Addr

Register Name

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

00H

Power Management 1

PMPFIL

PMVCM

PMBP

0

LOSEL

PMDAC

PMADR

PMADC

01H

Power Management 2

PMOSC

0

PMHPR

PMHPL

M/S

PMPLL

PMSL

LOSEL

02H

Signal Select 1

SLPSN

MGAIN3

DACS

MPSEL

PMMP

MGAIN2

MGAIN1

MGAIN0

03H

Signal Select 2

SPKG1

SPKG0

0

MICL

INL1

INL0

INR1

MDIF

04H

Signal Select 3

LVCM1

LVCM0

DACL

0

PTS1

PTS0

MONO1

MONO0

05H

Mode Control 1

PLL3

PLL2

PLL1

PLL0

BCKO

CKOFF

BCKO1

BCKO0

07H

Mode Control 3

TSDSEL

THDET

SMUTE

DVOLC

MSBS

BCKP

DIF1

DIF0

08H

Digital MIC

READ

0

PMDMR

PMDM

DCLKE

0

DCLKP

DMIC

0EH

ALC Volume

VOL7

VOL6

VOL5

VOL4

VOL3

VOL2

VOL1

VOL0

0FH

BEEP Control

HPZ

BPVCM

BEEPS

BEEPH

BPLVL3

BPLVL2

BPLVL1

BPLVL0

10H

Digital Volume Control

DVOL7

DVOL6

DVOL5

DVOL4

DVOL3

DVOL2

DVOL1

DVOL0

11H

EQ Common Gain

Select

0

EQC5

EQC4

EQC3

EQC2

0

12H

EQ2 Gain Setting

EQ2G5

EQ2G4

EQ2G3

EQ2G2

EQ2G1

EQ2G0

EQ2T1

EQ2T0

13H

EQ3 Gain Setting

EQ3G5

EQ3G4

EQ3G3

EQ3G2

EQ3G1

EQ3G0

EQ3T1

EQ3T0

14H

EQ4 Gain Setting

EQ4G5

EQ4G4

EQ4G3

EQ4G2

EQ4G1

EQ4G0

EQ4T1

EQ4T0

15H

EQ5 Gain Setting

EQ5G5

EQ5G4

EQ5G3

EQ5G2

EQ5G1

EQ5G0

EQ5T1

EQ5T0

16H

Digital Filter Select 1

0

HPFC1

HPFC0

HPFAD

17H

Digital Filter Select 2

GN1

GN0

EQ0

FIL3

0

LPF

HPF

18H

Digital Filter Mode

0

PFVOL1

PFVOL0

PFDAC1

PFDAC0

ADCPF

PFSDO

19H

HPF2 Co-efficient 0

F1A7

F1A6

F1A5

F1A4

F1A3

F1A2

F1A1

F1A0

1AH

HPF2 Co-efficient 1

0

F1A13

F1A12

F1A11

F1A10

F1A9

F1A8

1BH

HPF2 Co-efficient 2

F1B7

F1B6

F1B5

F1B4

F1B3

F1B2

F1B1

F1B0

1CH

HPF2 Co-efficient 3

0

F1B13

F1B12

F1B11

F1B10

F1B9

F1B8

1DH

LPF Co-efficient 0

F2A7

F2A6

F2A5

F2A4

F2A3

F2A2

F2A1

F2A0

1EH

LPF Co-efficient 1

0

F2A13

F2A12

F2A11

F2A10

F2A9

F2A8

1FH

LPF Co-efficient 2

F2B7

F2B6

F2B5

F2B4

F2B3

F2B2

F2B1

F2B0

20H

LPF Co-efficient 3

0

F2B13

F2B12

F2B11

F2B10

F2B9

F2B8

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 8 -

Addr

Register Name

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

21H

Digital Filter Select 3

0

EQ5

EQ4

EQ3

EQ2

EQ1

22H

E1 Co-efficient 0

E1A7

E1A6

E1A5

E1A4

E1A3

E1A2

E1A1

E1A0

23H

E1 Co-efficient 1

E1A15

E1A14

E1A13

E1A12

E1A11

E1A10

E1A9

E1A8

24H

E1 Co-efficient 2

E1B7

E1B6

E1B5

E1B4

E1B3

E1B2

E1B1

E1B0

25H

E1 Co-efficient 3

E1B15

E1B14

E1B13

E1B12

E1B11

E1B10

E1B9

E1B8

26H

E1 Co-efficient 4

E1C7

E1C6

E1C5

E1C4

E1C3

E1C2

E1C1

E1C0

27H

E1 Co-efficient 5

E1C15

E1C14

E1C13

E1C12

E1C11

E1C10

E1C9

E1C8

28H

E2 Co-efficient 0

E2A7

E2A6

E2A5

E2A4

E2A3

E2A2

E2A1

E2A0

29H

E2 Co-efficient 1

E2A15

E2A14

E2A13

E2A12

E2A11

E2A10

E2A9

E2A8

2AH

E2 Co-efficient 2

E2B7

E2B6

E2B5

E2B4

E2B3

E2B2

E2B1

E2B0

2BH

E2 Co-efficient 3

E2B15

E2B14

E2B13

E2B12

E2B11

E2B10

E2B9

E2B8

2CH

E2 Co-efficient 4

E2C7

E2C6

E2C5

E2C4

E2C3

E2C2

E2C1

E2C0

2DH

E2 Co-efficient 5

E2C15

E2C14

E2C13

E2C12

E2C11

E2C10

E2C9

E2C8

2EH

E3 Co-efficient 0

E3A7

E3A6

E3A5

E3A4

E3A3

E3A2

E3A1

E3A0

2FH

E3 Co-efficient 1

E3A15

E3A14

E3A13

E3A12

E3A11

E3A10

E3A9

E3A8

30H

E3 Co-efficient 2

E3B7

E3B6

E3B5

E3B4

E3B3

E3B2

E3B1

E3B0

31H

E3 Co-efficient 3

E3B15

E3B14

E3B13

E3B12

E3B11

E3B10

E3B9

E3B8

32H

E3 Co-efficient 4

E3C7

E3C6

E3C5

E3C4

E3C3

E3C2

E3C1

E3C0

33H

E3 Co-efficient 5

E3C15

E3C14

E3C13

E3C12

E3C11

E3C10

E3C9

E3C8

34H

E4 Co-efficient 0

E4A7

E4A6

E4A5

E4A4

E4A3

E4A2

E4A1

E4A0

35H

E4 Co-efficient 1

E4A15

E4A14

E4A13

E4A12

E4A11

E4A10

E4A9

E4A8

36H

E4 Co-efficient 2

E4B7

E4B6

E4B5

E4B4

E4B3

E4B2

E4B1

E4B0

37H

E4 Co-efficient 3

E4B15

E4B14

E4B13

E4B12

E4B11

E4B10

E4B9

E4B8

38H

E4 Co-efficient 4

E4C7

E4C6

E4C5

E4C4

E4C3

E4C2

E4C1

E4C0

39H

E4 Co-efficient 5

E4C15

E4C14

E4C13

E4C12

E4C11

E4C10

E4C9

E4C8

3AH

E5 Co-efficient 0

E5A7

E5A6

E5A5

E5A4

E5A3

E5A2

E5A1

E5A0

3BH

E5 Co-efficient 1

E5A15

E5A14

E5A13

E5A12

E5A11

E5A10

E5A9

E5A8

3CH

E5 Co-efficient 2

E5B7

E5B6

E5B5

E5B4

E5B3

E5B2

E5B1

E5B0

3DH

E5 Co-efficient 3

E5B15

E5B14

E5B13

E5B12

E5B11

E5B10

E5B9

E5B8

3EH

E5 Co-efficient 4

E5C7

E5C6

E5C5

E5C4

E5C3

E5C2

E5C1

E5C0

3FH

E5 Co-efficient 5

E5C15

E5C14

E5C13

E5C12

E5C11

E5C10

E5C9

E5C8

These bits are added to the AK4637.

These bits are removed from the AK4637.

These bits are changed from the AK4637.

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

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■ ピン機能

No.

Pin Name

I/O

Function

1

AIN

I

Analog Input Pin

(MDIF bit = “0”: Single-ended Input, DMIC bit = “0”: default)

IN+

I

Positive Analog Input Pin

(MDIF bit = “1”: Full-differential Input, DMIC bit = “0”)

DMDAT

I

Digital Microphone Data Input Pin (DMIC bit = “1”)

2

PDN

I

Reset & Power-down Pin

“L”: Reset & Power-down, “H”: Normal Operation

3

SCL

I

Control Data Clock Pin

4

SDA

I/O

Control Data Input/Output Pin

5

SDTI

I

Audio Serial Data Input Pin

6

SDTO

O

Audio Serial Data Output Pin

7

FCK

I/O

Frame Clock Pin

8

BICK

I/O

Audio Serial Data Clock Pin

9

MCKI

I

External Master Clock Input Pin

10

TVDD

-

Digital I/O Power Supply Pin, 1.6 or (DVDD-0.2) ~ 3.6V

11

DVDD

-

Digital Power Supply Pin, 1.6 ~ 1.98V

12

VSS2

-

Ground 2 Pin

13

SPN

O

Speaker-Amp Negative Output Pin (LOSEL bit = “0”: default)

NC

O

No Conect Pin (LOSEL bit = “1”)

This pin should be open.

14

SPP

O

Speaker-Amp Positive Output Pin (LOSEL bit = “0”: default)

AOUT

O

Line Output Pin (LOSEL bit = “1”)

15

AVDD

-

Analog Power Supply Pin, 2.8 ~ 5.5V

16

VSS1

-

Ground 1 Pin

17

VCOM

O

Common Voltage Output Pin

Bias voltage of ADC inputs and DAC outputs.

This pin must be connected to VSS1 with 2.2μF±10% or 4.7μF±10%

capacitor in series.

18

REGFIL

O

LDO Voltage Output pin for Analog Block (typ 2.3V)

This pin must be connected to VSS1 with 2.2μF±10% capacitor in series.

19

MPWR

O

MIC Power Supply Pin

20

BEEP

I

Beep Signal Input Pin

(MDIF bit=“0”: Single-ended Input, DMIC bit=“0”: default)

IN-

I

Negative Analog Input Pin

(MDIF bit = “1”: Full-differential Input, DMIC bit=“0”)

DMCLK

O

Digital Microphone Clock pin (DMIC bit = “1”)

Note 1. アナログ入力ピン (AIN/IN+, IN-/BEEP pins)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

使用しないピンは下記の設定を行い、適切に処理してください。

Classification

Pin Name

Setting

Analog

AIN/IN+/DMDAT, BEEP/IN-/DMCLK,

MPWR, SPN, SPP/AOUT

オープン

Digital

MCKI, SDTI

VSS2 に接続

SDTO

オープン

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 10 -

6. 絶対最大定格

(VSS1=VSS2=0V; Note 2)

Parameter

Symbol

Min.

Max.

Unit

Power Supplies

Analog & Speaker

AVDD

0.3

6.0

V

Digital

DVDD

0.3

2.5

V

Digital I/O

TVDD

0.3

6.0

V

Input Current, Any Pin Except Supplies

IIN

-

10

mA

Analog Input Voltage (Note 3)

VINA

0.3

AVDD+0.3

V

Digital Input Voltage (Note 4)

VIND

0.3

TVDD+0.3

V

Operating Temperature (powered applied)

Ta

40

85

C

Storage Temperature

Tstg

65

150

C

Maximum Power Dissipation (Note 5)

Pd

-

800

mW

Note 2. 電源はすべてグランドピンに対する値です。

VSS1, VSS2 は同じアナロググランドに接続してください。

Note 3. AIN/IN+ and BEEP/IN- pins

Note 4. PDN, SCL, SDA, SDTI, FCK, BICK and MCKI pins

SDA, SCL のプルアップ抵抗の接続先は、TVDD 以上かつ 6V 以下にしてください。

Note 5. この電力値は AK4637 の内部損失分で、外部接続されるスピーカの消費分は含みません。

AK4637 のジャンクション温度の最大許容値は 125C で、JESD51-9 (2p2s)における θja

(Junction to Ambient) は、50C/W です。Pd = 800mW のとき θja = 50C/W より、ジャンクシ

ョン温度は 125C を超えることはありませんので、AK4637 の内部損失によってデバイスが破

壊されることはありません。θja  50C/W となる条件で、ボードを使用することを推奨します。

注意: この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。また、一度でもこの

値を超えた場合、その後の通常の動作は保証されません。

7. 推奨動作条件

(VSS1=VSS2=0V; Note 2)

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

Power Supplies

Analog & Speaker

AVDD

2.8

3.3

5.5

V

(Note 6)

Digital

DVDD

1.6

1.8

1.98

V

Digital I/O (Note 7)

TVDD

1.6 or

(DVDD-0.2)

1.8

3.6

V

Note 2. 電源はすべてグランドピンに対する値です

Note 6. AVDD, 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。電源立ち上げ時

に内部回路が不定になることを避けるため PDN pin = “L”の状態で各電源を立ち上げ、全ての電

源が立ち上がった後、 PDN pin = “H”にしてください。

Note 7. min 値は、1.6V または(DVDD-0.2)V のどちらか高い方の値です。

*TVDD=ON, PDN pin = “L”のとき、AVDD, DVDD の電源を ON/OFF することができます。OFF 状態

で電源を ON する場合は、全ての電源が立ち上がってから、PDN pin を “H”にしてください。

注意: 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任負いかねますので

十分ご注意ください。

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 11 -

8. 電気的特性

■ アナログ特性

(Ta=25C; AVDD=3.3V, TVDD=DVDD=1.8V; VSS1=VSS2=0V; fs=48kHz, BICK=64fs; Signal Frequency

=1kHz; 24bit Data; Measurement Bandwidth=20Hz  20kHz; unless otherwise specified)

Parameter

Min.

Typ.

Max.

Unit

MIC Amplifier: AIN pin; MDIF bit = “0” (Single-ended input)

Input Resistance (Note 8)

20

30

40

k

Gain

Gain Setting

0

-

+30

dB

Step Width

-

3

-

dB

MIC Power Supply: MPWR pin

Output Voltage

MICL bit = “0”

2.2

2.4

2.6

V

MICL bit = “1”

1.8

2.0

2.2

V

Output Noise Level (A-weighted)

-

-108

-

dBV

Load Resistance

2.0

-

k

Load Capacitance

-

30

pF

PSRR (f = 1kHz) (Note 9)

-

100

-

dB

ADC Analog Input Characteristics: AIN pin → ADC (Programmable Filter = OFF) → SDTO

Resolution

-

24

Bits

Input Voltage (Note 10)

(Note 11)

-

0.261

-

Vpp

(Note 12)

1.86

2.07

2.28

Vpp

S/(N+D) (-1dBFS)

(Note 11)

73

83

-

dBFS

(Note 12)

-

84

-

dBFS

D-Range

(60dBFS, A-weighted)

(Note 11)

78

88

-

dB

(Note 12)

-

95

-

dB

S/N (A-weighted)

(Note 11)

78

88

-

dB

(Note 12)

-

95

-

dB

PSRR (f = 1kHz) (Note 9)

-

90

-

dB

Note 8. 全差動入力時: IN+=20kΩ(typ), IN-=57kΩ(typ)@MGAIN3-0 bits = “0000” (0dB)

IN+=16kΩ(typ), IN-=244kΩ(typ)@MGAIN3-0 bits = “0110” (+18dB)

Note 9. AVDD に、500mVpp の正弦波を重畳した場合

Note 10. シングルエンド入力時: Vin = 0.9 x 2.3Vpp (typ) @MGAIN3-0 bits = “0000” (0dB)

全差動入力時: Vin = (IN+) – (IN–) = 0.9 x 2.3Vpp (typ)

IN+ = 0.45 x 2.3Vpp (typ), IN– = 0.45 x 2.3Vpp (typ)

Note 11. MGAIN3-0 bits = “0110” (+18dB)

全差動入力時: S/(N+D) = 81dB, DR = S/N = 86dB

Note 12. MGAIN3-0 bits = “0000” (0dB)

全差動入力時: S/(N+D) = 83dB, DR = S/N = 93dB

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 12 -

Parameter

Min.

Typ.

Max.

Unit

DAC Characteristics:

Resolution

-

24

Bit

Speaker-Amp Characteristics: DAC → SPP/SPN pins, ALC=OFF, IVOL=DVOL= 0dB, R

L

=8, BTL

Output Voltage

SPKG1-0 bits = “00”, 0.5dBFS (Po=150mW)

-

3.18

-

Vpp

SPKG1-0 bits = “01”, 0.5dBFS (Po=250mW)

3.20

4.00

4.80

Vpp

SPKG1-0 bits = “10”, 0.5dBFS (Po=400mW)

-

1.79

-

Vrms

SPKG1-0 bits = “11”, 0.5dBFS (Po=1000mW)

(AVDD=5V)

-

2.83

-

Vrms

S/(N+D)

SPKG1-0 bits = “00”, 0.5dBFS (Po=150mW)

-

80

-

dB

SPKG1-0 bits = “01”, 0.5dBFS (Po=250mW)

40

75

-

dB

SPKG1-0 bits = “10”, 0.5dBFS (Po=400mW)

-

20

-

dB

SPKG1-0 bits = “11”, 0.5dBFS (Po=1000mW)

(AVDD=5V)

-

20

-

dB

S/N (A-weighted)

SPKG1-0 bits = “01”

80

97

-

dB

Output Offset Voltage

SPKG1-0 bits = “01”

-30

0

+30

mV

Load Resistance

8

-



Load Capacitance

-

100

pF

PSRR (f = 1kHz) (Note 13)

-

60

-

dB

Line Output Characteristics: DAC → AOUT pin, ALC=OFF, IVOL=DVOL= 0dB, R

L

=10k,

LVCM1-0 bits = “01”

Output Voltage

(0dBFS)

LVCM0 bit = “0”

AVDD=2.8V

-

2.26

-

Vpp

LVCM0 bit = “1”

-

1.0

-

Vrms

(-3dBFS)

LVCM0 bit = “0”

AVDD=2.8V

1.44

1.6

1.76

Vpp

LVCM0 bit = “1”

1.82

2.0

2.22

Vpp

S/(N+D)

(0dBFS)

LVCM0 bit = “0”

AVDD=2.8V

-

80

-

dB

LVCM0 bit = “1”

-

40

-

dB

(-3dBFS)

75

85

-

dB

S/N (A-weighted)

82

94

-

dB

Load Resistance

10

-

k

Load Capacitance

-

30

pF

Mono Input: BEEP pin (PMBP bit =“1”, BPVCM bit = “0”, BPLVL3-0 bits = “0000”)

Input Resistance

46

66

86

k

Maximum Input Voltage (Note 14)

-

1.54

Vpp

Gain

BEEP pin →

SPKG1-0 bits = “00”

+4.4

+6.4

+8.4

dB

SPP/SPN pins

SPKG1-0 bits = “01”

-

+8.4

-

dB

(Note 15)

SPKG1-0 bits = “10”

-

+11.1

-

dB

SPKG1-0 bits = “11”

-

+14.9

-

dB

BEEP pin → AOUT pin

LVCM1-0 bits = “00”

-1

0

+1

dB

LVCM1-0 bits = “01”

-

+2

-

dB

LVCM1-0 bits = “10”

-

+2

-

dB

LVCM1-0 bits = “11”

-

+4

-

dB

Note 13. AVDD に、500mVpp の正弦波を重畳した場合

Note 14. BPVCM bit = “1”の時は、max AVDD Vpp or 3.3Vpp のどちらか小さい方の値です。ただし、

BEEP-Amp(BPLVL3-0 bits で設定)通過後の振幅が 0.5Vpp 以上の場合、クリップする可能性が

あります。

Note 15. 無負荷時の理想ゲインです。

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 13 -

Parameter

Min.

Typ.

Max.

Unit

Power Supplies:

Power Up (PDN pin = “H”, All Circuit Power Up)

AVDD+DVDD+TVDD (Note 16)

-

6.6

10.2

mA

AVDD+DVDD+TVDD (Note 17)

-

5.6

-

mA

Power Down (PDN pin = “L”)

AVDD+DVDD+TVDD (Note 18)

-

0

10

μA

Note 16. When PLL Master Mode (MCKI=12MHz), PMADC=PMDAC=PMPFIL=PMSL=PMVCM=PMPLL

=PMBP=PMMP=M/S=SLPSN bits = “1” and LOSEL bit = “0”. In this case, the MPWR pin

outputs 0mA. AVDD= 4.9mA (typ), DVDD= 1.5mA (typ), TVDD= 0.2mA (typ).

Note 17. When EXT Slave Mode (PMPLL=M/S bits =“0”), PMADC =PMDAC=PMSL=PMVCM=PMBP

=PMMP=SLPSN bits = “1” and PMPFIL = LOSEL bits = “0”. In this case, the MPWR pin outputs

0mA. AVDD= 4.6mA (typ), DVDD= 1.0mA (typ), TVDD= 0.02mA (typ).

Note 18. 全てのディジタルピンが TVDD または VSS2 に接続した場合です。

■ モード別の消費電力

Conditions: Ta=25C; AVDD= 3.3V, TVDD=DVDD=1.8V; VSS1=VSS2=0V; fs=48kHz,

Programmable Filter=OFF, External Slave Mode, BICK=64fs; AIN input = No signal;

SDTI input = No data; Speaker output = No load.

Mode

Power Management Bit

AVDD

[mA]

DVDD

[mA]

TVDD

[mA]

Total

Power

[mW]

PMVCM

PMADC

PMDAC

LOSEL

PMSL

PMPFIL

All Power-down

0

AIN → ADC

1

0

1.6

0.65

0.02

6.5

DAC → SPK

1

0

1

0

1

0

3.2

0.55

0.02

11.6

DAC → Line out

1

0

1

0

1.6

0.55

0.02

6.3

AIN → ADC & DAC → SPK

1

0

1

0

4.1

1.0

0.02

15.4

AIN → ADC & DAC → Line out

1

0

2.5

1.0

0.02

10.1

Table 1. Power Consumption on Each Operation Mode (typ)

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 14 -

■ フィルタ特性

(Ta=25C; fs=48kHz; AVDD=2.85.5V, DVDD=1.6~1.98V, TVDD=1.6 or (DVDD-0.2)3.6V)

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

ADC Digital Filter (Decimation LPF):

Passband (Note 19)

0.16dB

PB

0

-

18.8

kHz

0.66dB

-

21.1

-

kHz

1.1dB

-

21.7

-

kHz

6.9dB

-

24.1

-

kHz

Stopband (Note 19)

SB

28.4

-

kHz

Passband Ripple

PR

-

0.16

dB

Stopband Attenuation

SA

73

-

dB

Group Delay (Note 20)

GD

-

17

-

1/fs

Group Delay Distortion

GD

-

0

-

μs

ADC Digital Filter (HPF): HPFC1-0 bits = “00”

Frequency Response

3.0dB

FR

-

3.7

-

Hz

(Note 19)

0.5dB

-

10.9

-

Hz

0.1dB

-

23.9

-

Hz

DAC Digital Filter (LPF):

Passband

0.006dB ~ +0.076dB

PB

0

-

21.9

kHz

(Note 19)

6.0dB

-

24

-

kHz

Stopband (Note 19)

SB

26.2

-

kHz

Passband Ripple

PR

-0.006

-

+0.076

dB

Stopband Attenuation

SA

70

-

dB

Group Delay (Note 20)

GD

-

27

-

1/fs

DAC Digital Filter (LPF) + SCF:

Frequency Response: 0  20.0kHz

FR

-

1.0

-

dB

Note 19. 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。

Note 20. ディジタルフィルタによる遅延演算で、ADC 部はアナログ信号が入力されてから両チャネル

の 24 ビットデータが出力レジスタにセットされるまでの時間です。DAC 部は 24 ビットデー

タが入力レジスタにセットされてからアナログ信号が出力されるまでの時間です。プログラ

マブルフィルタ (1 次 HPF + 1次 LPF + 4band Equalizer + ALC + 1 band Equalizer) を通過す

るパスを選択した場合の Group Delay は IIR フィルタによる位相変化が無い場合で上記記

載の値に対して、録音モードのとき 4fs, 再生モードのとき 4fs 増加します。

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 15 -

■ DC特性

(Ta=25C; fs=48kHz; AVDD=2.85.5V, DVDD=1.6~1.98V, TVDD=1.6 or (DVDD-0.2)3.6V)

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

Audio Interface & Serial µP Interface (SDA, CSL, PDN, SDTI, BICK, FCK, MCKI pins Input)

High-Level Input Voltage (TVDD ≥ 2.2V)

(TVDD < 2.2V)

Low-Level Input Voltage (TVDD ≥ 2.2V)

(TVDD < 2.2V)

VIH

VIL

70%TVDD

80%TVDD

-

30%TVDD

20%TVDD

V

Input Leakage Current

Iin1

-

10

μA

Audio Interface & Serial µP Interface (SDA, BICK, FCK, SDTO pins Output)

High-Level Output Voltage (Iout = 80μA)

Low-Level Output Voltage

(Except SDA pin : Iout = 80μA)

(SDA pin, 2.0V  TVDD  3.6V: Iout = 3mA)

(SDA pin, 1.6V  TVDD < 2.0V: Iout = 3mA)

VOH

VOL1

VOL2

TVDD0.2

-

0.2

0.4

20%TVDD

V

Digital MIC Interface (DMDAT pin Input; DMIC bit = “1”, AVDD=2.8~3.6V)

High-Level Input Voltage

Low-Level Input Voltage

VIH2

VIL2

65%AVDD

-

35%AVDD

V

Input Leakage Current

Iin2

-

10

μA

Digital MIC Interface (DMCLK pin Output; DMIC bit = “1” , AVDD=2.8~3.6V)

High-Level Output Voltage (Iout=80μA)

Low-Level Output Voltage (Iout= 80μA)

VOH3

VOL3

AVDD-0.4

-

0.4

V

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 16 -

■ スイッチング特性

(Ta=25C; fs=48kHz; C

L

=20pF; AVDD=2.85.5V, DVDD=1.6~1.98V, TVDD=1.6 or (DVDD-0.2)3.6V)

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

PLL Master Mode (PLL Reference Clock = MCKI pin)

MCKI Input Timing

Frequency

PLL3-0 bits = “0100”

fCLK

-

11.2896

-

MHz

PLL3-0 bits = “0101”

fCLK

-

12.288

-

MHz

PLL3-0 bits = “0110”

fCLK

-

12

-

MHz

PLL3-0 bits = “0111”

fCLK

-

24

-

MHz

PLL3-0 bits = “1100”

fCLK

-

13.5

-

MHz

PLL3-0 bits = “1101”

fCLK

-

27

-

MHz

Pulse Width Low

tCLKL

0.4/fCLK

-

s

Pulse Width High

tCLKH

0.4/fCLK

-

s

FCK Output Timing

Frequency

fs

-

Table 8

-

Hz

DSP Mode: Pulse Width High

tFCKH

-

1/fBCK

-

ns

Except DSP Mode: Duty Cycle

Duty

-

50

-

%

BICK Output Timing

Frequency

BCKO1-0 bit = “00”

fBCK

-

16fs

-

Hz

BCKO1-0 bit = “01”

fBCK

-

32fs

-

Hz

BCKO1-0 bit = “10”

fBCK

-

64fs

-

Hz

Duty Cycle

dBCK

-

50

-

%

PLL Slave Mode (PLL Reference Clock = BICK pin)

FCK Input Timing

Frequency

PLL3-0 bits = “0001”

fs

-

fBCK/16

-

Hz

PLL3-0 bits = “0010”

fs

-

fBCK/32

-

Hz

PLL3-0 bits = “0011”

fs

-

fBCK/64

-

Hz

DSP Mode: Pulse Width High

tFCKH

1/fBCK60

-

1/fs1/fBCK

ns

Except DSP Mode: Duty Cycle

Duty

45

-

55

%

BICK Input Timing

Frequency

PLL3-0 bits = “0001”

fBCK

0.128

-

0.768

MHz

PLL3-0 bits = “0010”

fBCK

0.256

-

1.536

MHz

PLL3-0 bits = “0011”

fBCK

0.512

-

3.072

MHz

Pulse Width Low

tBCKL

0.4/fBCK

-

s

Pulse Width High

tBCKH

0.4/fBCK

-

s

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 17 -

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

External Slave Mode

MCKI Input Timing

Frequency

CM1-0 bits = “00”

fCLK

-

256fs

-

Hz

CM1-0 bits = “01”

fCLK

-

384fs

-

Hz

CM1-0 bits = “10”

fCLK

512fs

Hz

CM1-0 bits = “11”

fCLK

-

1024fs

-

Hz

Pulse Width Low

tCLKL

0.4/fCLK

-

s

Pulse Width High

tCLKH

0.4/fCLK

-

s

FCK Input Timing

Frequency

CM1-0 bits = “00”

fs

8

-

48

kHz

CM1-0 bits = “01”

fs

8

-

48

kHz

CM1-0 bits = “10”

fs

8

-

48

kHz

CM1-0 bits = “11”

fs

8

-

24

kHz

DSP Mode: Pulse Width High

tFCKH

1/fBCK60

-

1/fs1/fBCK

ns

Except DSP Mode: Duty Cycle

Duty

45

-

55

%

BICK Input Timing

Frequency

fBCK

16fs

-

64fs

Hz

Pulse Width Low

tBCKL

130

-

ns

Pulse Width High

tBCKH

130

-

ns

External Master Mode

MCKI Input Timing

Frequency

256fs

fCLK

2.048

-

12.288

MHz

384fs

fCLK

3.072

-

18.432

MHz

512fs

fCLK

4.096

-

24.576

MHz

1024fs

fCLK

8.192

-

24.576

MHz

Pulse Width Low

tCLKL

0.4/fCLK

-

s

Pulse Width High

tCLKH

0.4/fCLK

-

s

FCK Output Timing

Frequency

CM1-0 bits = “00”

fs

-

fCLK/256

-

Hz

CM1-0 bits = “01”

fs

-

fCLK/384

-

Hz

CM1-0 bits = “10”

fs

-

fCLK/512

-

Hz

CM1-0 bits = “11”

fs

-

fCLK/1024

-

Hz

DSP Mode: Pulse Width High

tFCKH

-

1/fBCK

-

ns

Except DSP Mode: Duty Cycle

Duty

-

50

-

%

BICK Output Timing

Frequency

BCKO1-0 bit = “00”

fBCK

-

16fs

-

Hz

BCKO1-0 bit = “01”

fBCK

-

32fs

-

Hz

BCKO1-0 bit = “10”

fBCK

-

64fs

-

Hz

Duty Cycle

dBCK

-

50

-

%

[AK4637]

015010680-J-01 2017/06

- 18 -

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

Audio Interface Timing (DSP Mode)

Master Mode

FCK “” to BICK “” (Note 21)

tDBF

0.5x1/fBCK40

0.5x1/fBCK

0.5x1/fBCK+40

ns

FCK “” to BICK “” (Note 22)

tDBF

0.5x1/fBCK40

0.5x1/fBCK

0.5x1/fBCK+40

ns

BICK “” to SDTO (BCKP bit =“0”)

tBSD

70

-

70

ns

BICK “” to SDTO (BCKP bit =“1”)

tBSD

70

-

70

ns

SDTI Hold Time

tSDH

50

-

ns

SDTI Setup Time

tSDS

50

-

ns

Slave Mode

FCK “” to BICK “” (Note 21)

tFCKB

0.4x1/fBCK

-

ns

FCK “” to BICK “” (Note 22)

tFCKB

0.4x1/fBCK

-

ns

BICK “” to FCK “” (Note 21)

tBFCK

0.4x1/fBCK

-

ns

BICK “” to FCK “” (Note 22)

tBFCK

0.4x1/fBCK

-

ns

BICK “” to SDTO (BCKP bit =“0”)

tBSD

-

80

ns

BICK “” to SDTO (BCKP bit =“1”)

tBSD

-

80

ns

SDTI Hold Time

tSDH

50

-

ns

SDTI Setup Time

tSDS

50

-

ns

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

Audio Interface Timing (Right/Left justified &I

2

S)

Master Mode

BICK “” to FCK Edge (Note 23)

tBFCK

40

-

40

ns

FCK Edge to SDTO (MSB)

(Except I

2

S mode)

tFCKD

70

-

70

ns

BICK “” to SDTO

tBSD

70

-

70

ns

SDTI Hold Time

tSDH

50

-

ns

SDTI Setup Time

tSDS

50

-

ns

Slave Mode

FCK Edge to BICK “” (Note 23)

tFCKB

50

-

ns

BICK “” to FCK Edge (Note 23)

tBFCK

50

-

ns

FCK Edge to SDTO (MSB)

(Except I

2

S mode)

tFCKD

-

80

ns

BICK “” to SDTO

tBSD

-

80

ns

SDTI Hold Time

tSDH

50

-

ns

SDTI Setup Time

tSDS

50

-

ns

Digital Audio Interface Timing; C

L

=100pF

DMCLK Output Timing

Period

tSCK

-

1/(64fs)

-

s

Rising Time

tSRise

-

10

ns

Falling Time

tSFall

-

10

ns

Duty Cycle

dSCK

40

50

60

%

Audio Interface Timing

DMDAT Setup Time

tDSDS

50

-

ns

DMDAT Hold Time

tDSDH

0

-

ns

Note 21. MSBS, BCKP bits = “00” or “11”.

Note 22. MSBS, BCKP bits = “01” or “10”.

Note 23. この規格値は FCK のエッジと BICK の “”が重ならないように規定しています。

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- 19 -

Parameter

Symbol

Min.

Typ.

Max.

Unit

Control Interface Timing (I

2

C Bus) (Note 24)

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 25)

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 Accept Pulse Width

(Note 26)

tAPD

200

-

ns

PDN Reject Pulse Width

(Note 26)

tRPD

-

50

ns

PMADC “” to SDTO valid

(Note 27)

ADRST1-0 bits =“00”

ADRST1-0 bits =“01”

ADRST1-0 bits =“10”

ADRST1-0 bits =“11”

tPDV

-

1059

267

531

135

-

1/fs

VCOM Voltage

Rising Time

(Note 28)

tRVCM

-

0.6

2.0

ms

Note 24. I

2

C Bus は NXP B.V.の商標です。

Note 25. 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 26. 動作中は PDN pin = “L”パルスでリセットがかかります。200ns 以上の PDN pin =“L”パルスで

リセットがかかります。50ns 以下の PDN pin=“L”パルスではリセットはかかりません。

Note 27. PMADC bit を立ち上げてからの FCK クロックの “”の回数です。

Note 28. VCOM 電圧(VCOM pin) が立ち上がってから PLL ブロックは正常に立ち上がります。VCOM

pin 外付けコンデンサ = 2.2μF (AVDD ≤ 3.6V), 4.7μF(AVDD > 3.6V)、REGFIL pin 外付けコン

デンサ = 2.2μF です。容量バラつきは±10%の場合です。

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■ タイミング波形

FCK

1/fCLK

MCKI

tCLKH tCLKL

VIH

VIL

1/fs

tFCKH tFCKL

50%TVDD

Duty = tFCKH x fs x 100

tFCKL x fs x 100

1/fBCK

BICK

tBCKH tBCKL

50%TVDD

Duty = tBCKH x fBCK x 100

tBCKL x fBCK x 100

Figure 3. Clock Timing (PLL/EXT Master mode)

FCK

BICK

50%TVDD

SDTO

tBSD

tDBF

50%TVDD

tFCKH

MSB

BICK

(BCKP = "0")

(BCKP = "1")

tSDS

SDTI

VIL

tSDH

VIH

50%TVDD

Figure 4. Audio Interface Timing (PLL/EXT Master mode, DSP mode, MSBS bit= “0”)

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AKM AK4637EN 仕様

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