GC1808

GC1808 浙江芯麦科技有限公司 96kHz、24bit 立体声音频 ADC 概述 GC1808 是一款高性能、低成本立体声音频模数转换器。其集成了 64 倍过采样率Δ-Σ调制器、数字梳状 滤波器、数字高通滤波器。GC1808 支持主、从机和两种串行音频数据格式。GC1808 支持掉电和时钟检测 低功耗模式， GC1808 封装形式采用 TSSOP14，温度支持-40℃到 +85℃。 特点  24bitΔ-Σ立体声ADC  +5.0 V 模拟电源 (VA)  +3.3 V数字电源 (VDD)  单端电压输入：3Vp-p  高性能 THD+N：-93dB（典型值） SNR：99dB（典型值） 动态范围：99dB（典型值）  过采样抽取滤波器 过采样频率：x64 通带纹波：±0.05 dB 片上高通滤波器：0.91 Hz (48 kHz)  PCM 音频接口 可选主机和从机模式 数据格式：24-Bit I2S, 24-Bit 左对齐  集成模拟低通抗混叠滤波器  采样率：8 kHz~96 kHz  系统时钟：256 fs，384 fS, 512 fS  精度：24bit  封装：TSSOP14 包装说明 每盘 每盒 每箱 4K 8K 64K 应用  家庭影院和电视  语音控制设备  蓝牙®扬声器  麦克风阵列处理器 V1.3 第 1 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 内部框图 V1.3 第 2 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 1. 管教描述 管脚 顺序 管脚描述 VREF 1 参考电源去耦合管脚 AGND 2 模拟地 VCC 3 模拟电源 VDD 4 数字电源 DGND 5 数字地 SCKI 6 系统时钟输入 256 fS, 384 fS or 512 fS LRCK 7 音频数据锁存使能 BCK 8 音频数据时钟 DOUT 9 数字音频数据输出 MD0 10 音频接口模式选择 0 MD1 11 音频接口模式选择 1 FMT 12 音频格式选择 VINL 13 模拟左通道输入 VINR 14 模拟右通道输入 V1.3 第 3 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 2. 性能和参数 极限工作条件 (AGND, DGND = 0 V, 所有电压参考地电位 参 数 电源电压 最小值 典型值 最大值 单位 VCC -0.3 5 6.5 V VDD -0.3 3.3 4 V ±0.1 V (VDD + 0.3 V) < 4 V SCKL，MD0，MD1，FMT -0.3 6.5 V VINL, VINR,VREF (VCC + 0.3 V) < 6.5 AGND、DGND 地 LRCK，BCK，DOUT 数字输入电压 模拟输入 -0.3 –0.3 工 作 温 度 ： 商 级 TA 用 车载级 -10 - +70 -40 - +85 ESD（HBM） C ±4000 V 推荐工作条件 最小 典型 最大 单位 VCC 模拟电源 4.5 5 5.5 V VDD 数字电源 2.7 3.3 3.6 V 3 Vp-p VCC = 5 V 模拟满幅输入 VIH 数字逻辑输入高电平 0.8*VDD VDD VDD VIL 数字逻辑输入低电平 0 0.8 VDD VIH 模拟输入高电平 2 5.5 VDD VIL 模拟输入低电平 0 0.8 VDD 系统时钟 2.048 49.152 MHz 8 96 kHz 20 pF 数字采样时钟 数字输出负载电容 V1.3 第 4 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 电学参数 测试条件为 TA = 25°C, VCC = 5 V, VDD = 3.3 V, 主机模式, fS = 48 kHz, 系统时钟 = 512 fS, 24-bit data, 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 24 精度 Bits 数据格式 I2S, 左对齐 音频数据接口格式 24 音频数据位数 首先是最高有效位，二进 音频数据格式 fS Bits 制补码 8 采样频率 系统时钟频率 48 96 kHz 256 fS 2.048 12.288 24.576 384 fS 3.072 18.432 36.864 MHz 512 fS 4.096 24.576 49.152 输入逻辑 VIH 数字逻辑输入高电平 VIL 数字逻辑输入低电平 VIH 0.8*VD VDD VDC 0 0.8 VDC 模拟逻辑输入高电平 2 5.5 VDC VIL 模拟逻辑输入低电平 0 0.8 VDC IIH 数字高电平输入电流 VIN = VDD ±10 µA IIL 数字低电平输入电流 V =0V ±10 µA IIH 模拟高电平输入电流 VIN = VDD 100 µA IIL 模拟字低电平输入电流 ±10 µA D 65 VIN = 0 V 输出逻辑 VOH 逻辑输出高电平 IOUT=–4mA VOL 逻辑输出低电平 IOUT = 4 mA 2.8 VDC 0.5 VDC 直流精度 通道间增益失配 ±1 ±3 增益误差 ±3 ±6 % of FSR % of FSR 动态性能 THD+ N 总谐波失真+噪声 VIN =–0.5 dB, fs = 48 kHz –93 VIN=–0.5 dB, fs = 96 kHz –87 V1.3 –87 dB 第 5 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 动态范围 S/N 信噪比 通道隔离度 VIN = –60 dB, fs = 48 kHz –37 VIN=–60 dB, fs = 96 kHz –39 fs = 48 kHz, A-weighted 95 fs= 96 kHz, A-weighted fs = 48 kHz, A-weighted dBVDC 101 95 Fs = 96 kHz, A-weighted fs = 48 kHz 99 99 dB 101 93 fs= 96 kHz 97 dB 91 模拟输入 输入电压 0.6 VCC Vp-p 中心电压 (VREF) 0.5 VCC V 输入阻抗 60 kΩ 1.3 MHz 抗混跌滤波频率 –3 dB 数字滤波器特性 0.454 通带 fS 0.583 fS 阻带 Hz ±0.05 通带纹波 –65 阻带抑制 dB dB 17.4 / fs 延时 HPF 频率响应 Hz –3 dB 0.019 fs / 1000 功耗 GCC IDD 模拟电源电流 数字电源电流 fs = 48kHz, 96 kHz 8.6 掉电 1 fs = 48 kHz 5.9 fs= 96 kHz 10.2 mA 掉电 150 µA V1.3 11 mA μA 8 mA 第 6 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 时序参数 最小值 典型值 最大值 单位 系统时钟时序 tw(SCKH) 系统时钟高电平时间 8 ns tw(SCKL) 系统时钟低电平时间 8 ns 系统实在占空比 40% 60% 时钟停止掉电复位时序 t(CKR) SCKI 停止到复位时间 t(RST) SCKI 开始到复位释放时间 t(REL) 复位释放到数据输出时间 4 µs 1024 SCKI µs 8960 / fS µs 音频数据接口时序 (从机模式: LRCK 和 BCK 作为输入) t(BCKP) BCK 周期 1 / (64 fS) ns t(BCKH) BCK 高电平宽度 t(BCKL) BCK 低电平宽度 t(LRSU) LRCK 到 BCK 上升沿建立时间 50 ns t(LRHD) LRCK 到 BCK 上升沿保持时间 10 ns t(LRCP) LRCH 周期 10 µs t(CKDO) BCK 下降沿到 DOUT 延时 –10 40 ns t(LRDO) LRCK 边沿到 DOUT 延时 –10 40 ns tr 上升沿 20 ns tf 下降沿 20 ns 2000 ns 1.5 × ns t(SCKI) 1.5 × ns t(SCKI) 音频数据接口时序(主机模式: LRCK 和 BCK 作为输出) 1 / (64 t(BCKP) BCK 周期 150 t(BCKH) BCK 高电平宽度 65 1200 ns t(BCKL) BCK 低电平宽度 65 1200 ns t(CKLR) BCK 下降沿到 LRCK 有效 –10 20 ns t(LRCP) LRCK 周期 10 125 ns t(CKDO) BCK 下降沿到 DOUT 延时 –10 20 ns t(LRDO) LRCK 边沿到 DOUT 延时 –10 20 ns tr 上升时间 20 ns V1.3 fS) 1 / fS 第 7 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 tf 下降时间 20 ns 30 ns 音频时钟接口时序(主机模式: BCK 作为输出) t(SCKBCK) SCKI 上升沿到 BCK 边沿延时 5 系统时钟时序图 上电时序图 V1.3 第 8 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 时钟检测掉电和复位时序图 音频数据接口时序图（从机模式：LRCK和BCK做为输入） V1.3 第 9 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 音频数据接口时序图（主机模式：LRCK和BCK做为输出） 音频时钟接口时序图（主机模式： BCK做为输出） V1.3 第 10 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 3. 典型曲线图 （条件是TA = 25°C, VCC=5 V, VDD=3.3 V,主机模式, fs = 48 kHz,系统时钟 = 512 fs, 24-bit数据） V1.3 第 11 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 V1.3 GC1808 第 12 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 V1.3 GC1808 第 13 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 4. 详细描述 GC1808是一款高性能、低成本、单芯片立体声音频模数转换器，其采用单端模拟输入，里面集成了64 倍过采样的Δ-Σ调制器、数字抽取滤波器、数字高通滤波器，支持主机和从机模式，可以检测系统时钟来掉 电和复位芯片。 4.1 硬件控制 可以通过外部数字GC的GPIO、上拉电阻、下拉电阻来控制引脚FMT, MD0和MD1的状态，从而控制芯 片在I2S或左对齐数据接口格式之间切换 4.2系统时钟 GC1808支持256 fs、384 fs和512 fs作为系统时钟，其中fs为音频采样频率。系统时钟输入必须是SCKI (pin 6)。GC1808内部集成一个系统时钟检测电路，它可以自动感知系统时钟。在从机模式操作是在256 fs, 384 fs， 或512 fs。在主机模式下，通过串行控制端口MD1 (pin 11)和MD0 (pin 10)来控制系统时钟频率。内部电路自 动检测系统时钟，生成128fs的频率和64fs的频率，做为数字滤波器和delta-sigma调制器使用。下表是采样频 率和系统时钟频率对应关系： 4.3和数字音频系统同步 在从机模式下， LRCK (pin 7)须和系统时钟SCK(pin 6)I同步。GC1808不需要LRCK和SCKI之间的特定 相位关系，但需要LRCK和SCKI的同步。 4.4上电 GC1808集成一个内部电源复位电路。电源(VDD)超过2.2 V(典型)，初始化(复位)会自动发生。当VDD < 2.2 V(典型)，1024系统时钟计数后，VDD > 2.2 V(典型)，GC1808处于复位状态，数字输出为零。在 释放复位状态后，8960 /fs秒后数字输才有效。因为执行fade-in操作时，需要额外时间48/fin或48/fs来获得相 应的数据。 4.5串行音频数据接口 GC1808通过LRCK (pin 7)、BCK (pin 8)和DOUT (pin 9)连接音频系统。 4.5 .1接口模式 MD1 (pin 11)和MD0 (pin 10)选择主模式和从模式。下表显示了接口模式选择。上电之前，必须设置MD1 V1.3 第 14 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 和MD0。 在主机模式中，GC1808提供了GC1808和数字音频处理器或外部电路的串行音频数据通信的时序。在从 机模式下，GC1808接收来自外部控制器的数据。 4.5.1.1主机模式 在主机模式，BCK和LRCK作为输出引脚，从GC1808时钟电路中控制此两脚。BCK的频率为每帧64 BCK。 4.5.1.2从机模式 在从机模式下，BCK和LRCK作为输入引脚。GC1808接收64-BCK/祯或48-BCK/祯的格式(仅适用于384-fs系 统时钟)数据，而不是32-BCK/帧格式。 4.5.2数据格式 4.6掉电 GC1808当MCLK停止时间超过13us，则进入掉电模式，同时数字滤波器也同步复位。此复位操作和上 电复位相同。在掉电模式下,VCOM与VSS1电位相同。模拟初始化周期从掉电模式开始，在主机模式下，输 出数据SDTO在4129个LRCK时钟周期有效；在从机模式下，输出数据SDTO在4132个LRCK时钟周期有效。 V1.3 第 15 页 共 17 页 GC1808 浙江芯麦科技有限公司 在初始化过程中，两个通道的ADC数字数据输出都为二进制补码“0”。ADC输出正常建立在初始化结束 后（约群延时相同）。 5. 典型应用图 (1) C1, C2: A 1-μF electrolytGC capacitor gives 2.7 Hz (τ = 1 μF × 60 kΩ) cutoff frequency for the input HPF in normal operation and requires a power-on settling time with a 60-ms time constant in the power-on initialization period. (2) C3, C4: Bypass capacitors, 0.1-μF ceramGC and 10-μF electrolytGC, depending on layout and power supply (3) C5: 0.1-μF ceramGC and 10-μF electrolytGC. (4) X1: X1 masks the system clock input when using the clock-halt reset function with external control. (5) Optional external antialiasing filter could be required, depending on the applGCation. V1.3 第 16 页 共 17 页 浙江芯麦科技有限公司 GC1808 6.封装尺寸 V1.3 第 17 页 共 17 页