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TWL6041 用于便攜式應(yīng)用的 8 通道高質(zhì)量低功耗音頻編解碼器數(shù)據(jù)手冊

科技綠洲 ? 2025-04-27 14:55 ? 次閱讀

TWL6041 是一種具有高集成度的音頻編解碼器,為便攜式應(yīng)用程序提供模擬音頻編解碼器功能,如 所示。該設(shè)備包含多個音頻模擬輸入和輸出,以及麥克風(fēng)偏置和附件檢測。該設(shè)備通過專有的 PDM 接口連接到 OMAP 4 主機(jī)處理器,用于音頻數(shù)據(jù)通信,從而以優(yōu)化的功耗和性能實(shí)現(xiàn)分區(qū)。多通道音頻數(shù)據(jù)被多路復(fù)用到下行鏈路 (PDML) 和上行鏈路 (PDMUL) 的單根線。
*附件:twl6041.pdf

OMAP4 設(shè)備為 TWL6041 設(shè)備提供 5 個 PDM 音頻輸入通道 (DL0–DL4)。通道 DL0–DL3 連接到四個并行 DAC 通道,這些通道多路復(fù)用到立體聲耳機(jī)(HSL、HSR)、立體聲揚(yáng)聲器(HFL、HFR)和聽筒 (EAR) 或立體聲線路輸出(AUXL、AUXR)。

立體聲耳機(jī)路徑具有低功耗 (LP) 模式,從 32 kHz 睡眠時鐘運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)超過 100 小時的 MP3 播放時間。當(dāng)使用系統(tǒng)時鐘輸入和 DAC 路徑高性能 (HP) 模式時,可實(shí)現(xiàn) 104 dBA 的超高動態(tài)范圍。AB 類耳機(jī)驅(qū)動器提供 1Vrms 輸出,并以接地為中心,可實(shí)現(xiàn)與耳機(jī)的無電容連接,從而減小系統(tǒng)尺寸并降低成本。聽筒驅(qū)動器是一種差分 AB 類驅(qū)動器,對典型 32-Ω 負(fù)載具有 2-Vrms 能力,或?qū)Φ湫?16-Ω負(fù)載具有 1.4-Vrms 能力。

立體聲揚(yáng)聲器路徑具有無濾波器 D 類輸出,每通道具有 1.5W 的功率。此外,還支持 4 Ω 負(fù)載。為了實(shí)現(xiàn)輸出功率最大化,支持到外部升壓的電源連接。揚(yáng)聲器驅(qū)動器還支持助聽器線圈負(fù)載。

對于振動器和觸覺反饋支持,TWL6041 設(shè)備具有兩個 PWM 通道,具有來自 DL4 或 I 的獨(dú)立輸入信號^2^C. Vibra 驅(qū)動器是差分 H 橋輸出,可實(shí)現(xiàn) Vibra 電機(jī)的快速加速和減速。需要高壓的助聽器線圈或壓電揚(yáng)聲器的外部驅(qū)動器可以連接到線路輸出。

TWL6041 支持三個差分麥克風(fēng)輸入(MMIC、HMIC 和 SMIC)和一個多路復(fù)用到兩個并行 ADC 的立體聲線路輸入(AFML、AFMR)。ADC 的 PDM 輸出通過 UL0 和 UL1 傳輸?shù)?OMAP4 處理器。AFML、AFMR 輸入也可以循環(huán)到模擬輸出(LB0、LB1)。

兩個 LDO 提供 2.1 V 的電壓,用于偏置模擬麥克風(fēng)(MBIAS 和 HBIAS)。每個模擬偏置的最大輸出電流為 2 mA,允許一個偏置上最多有兩個麥克風(fēng)。兩個 LDO 提供 1.8 V 至 1.85 V 的電壓,用于偏置數(shù)字麥克風(fēng)(DBIAS1 和 DBIAS2)。一個偏置發(fā)生器可以同時偏置多個數(shù)字麥克風(fēng),總最大輸出電流為 10 mA。

TWL6041 器件具有一個集成負(fù)電荷泵和兩個用于高 PSRR 的 LDO(HS LDO 和 LS LDO)。唯一需要的外部電源是 2.1 V,由 OMAP4 系統(tǒng)中 TWL6030/6032 電源管理 IC (PMIC) 的 2.1 V DC-DC 提供。通過低功耗的低噪聲 2.1V DC-DC 為音頻供電,可實(shí)現(xiàn)耳機(jī)輸出的高動態(tài)范圍和高輸出擺幅。所有其他電源輸入都可以直接連接到電池或系統(tǒng) 1.8V I/O。

兩個集成 PLL 支持在 12MHz、19.2MHz、26MHz 和 38.4MHz 系統(tǒng)時鐘 (MCLK) 下運(yùn)行,或者在 LP 播放模式下從 32kHz 休眠時鐘 (CLK32K) 運(yùn)行。頻率規(guī)劃基于所有通道的 48 kS/s 音頻數(shù)據(jù)速率,主機(jī)處理器使用采樣率轉(zhuǎn)換器來連接不同的采樣率(例如 44.1 kHz)。在低功耗音頻播放的特定情況下,TWL6041 支持 44.1 kS/s 和 48 kS/s 速率。采樣率或 input clocks 之間的轉(zhuǎn)換是無縫的。

支持附件插拔檢測 (PLUGDET)。某些耳機(jī)有一個手動開關(guān),用于通過麥克風(fēng)輸入引腳將發(fā)送/結(jié)束信號提交到終端。此功能由周期性附件按鈕按下檢測支持,以最大限度地減少睡眠模式下的電流消耗。檢測周期屬性可以根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行編程。

TWL6041BSRS 連接到 OMAP4 和 OMAP5 平臺時,包括 SRS 音頻效果、SRS 預(yù)處理解決方案和 SRS TruMedia,作為 Android ICS 的標(biāo)準(zhǔn)功能。

特性

  • 4 個音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 通道
  • 立體聲無電容耳機(jī)驅(qū)動器
    • 高達(dá) 104dB 的動態(tài)范圍
    • 用于性能和功耗權(quán)衡的 Power Tune
  • 立體聲 8 Ω,每通道 1.5 W 揚(yáng)聲器驅(qū)動器也具有 4 Ω 支持功能
  • 差速器聽筒驅(qū)動器
  • 立體聲線路輸出
  • 兩個音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 通道
    • 96 分貝 SNR
  • 四個音頻輸入:
    • 3 個差分麥克風(fēng)輸入
    • 立體聲線路輸入和 FM 輸入
  • 兩個 Vibrator 和 Haptics 反饋通道
    • 差分 H 橋驅(qū)動器
  • 兩個低噪聲模擬麥克風(fēng)偏置輸出
  • 兩個數(shù)字麥克風(fēng)偏置輸出
  • 從線路輸入到耳機(jī)和揚(yáng)聲器輸出的模擬低功耗環(huán)路
  • 雙鎖相環(huán) (PLL) 提供靈活的時鐘支持:
    • 用于系統(tǒng)低功耗播放模式的 32kHz 睡眠時鐘輸入
    • 12MHz、19.2MHz、26MHz 和 38.4MHz 系統(tǒng)時鐘輸入
  • 附件插拔檢測、附件按鈕按下檢測
  • 集成電源:
    • 用于無電容耳機(jī)驅(qū)動器的負(fù)電荷泵
    • 兩個低壓差穩(wěn)壓器 (LDO),可實(shí)現(xiàn)高電源抑制比 (PSRR)
  • 我^2^C 控制
  • 熱保護(hù):
    • 主機(jī)中斷
  • 電源:
    • 模擬:2.1 V
    • 數(shù)字 I/O:1.8 V
    • 電池:2.3 V–5.5 V
  • 封裝 3.8mm × 3.8mm 81 引腳 WCSP

參數(shù)
image.png

1. 概述

TWL6041 是一款專為便攜式應(yīng)用設(shè)計的8通道低功耗音頻編解碼器(Audio Codec),集成了多種音頻模擬和數(shù)字功能,適用于移動和智能手機(jī)、手持設(shè)備、MP3播放器等應(yīng)用。

2. 主要特性

  • ?音頻轉(zhuǎn)換?:
    • 四個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)
    • 兩個模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)
  • ?音頻輸出?:
    • 立體聲無電容耳機(jī)驅(qū)動器
    • 立體聲8Ω、1.5W每通道揚(yáng)聲器驅(qū)動器(支持4Ω負(fù)載)
    • 差分聽筒驅(qū)動器
    • 立體聲線路輸出
  • ?音頻輸入?:
    • 四個音頻輸入
    • 三個差分麥克風(fēng)輸入
    • 立體聲線路輸入
  • ?時鐘支持?:
    • 雙相鎖環(huán)(PLL)支持靈活的時鐘輸入,包括12MHz、19.2MHz、26MHz、38.4MHz系統(tǒng)時鐘以及32kHz睡眠時鐘
  • ?電源管理?:
  • ?其他功能?:
    • 附件插入和拔出檢測
    • 附件按鈕按下檢測
    • 兩個振動器和觸覺反饋通道
    • I2C控制接口
    • 熱保護(hù)

3. 功能框圖

數(shù)據(jù)手冊提供了TWL6041的簡化功能框圖,展示了其主要模塊和信號流,包括音頻輸入/輸出、PLL、電源管理、麥克風(fēng)偏置、I2C接口等。

4. 應(yīng)用

TWL6041 通過專有的PDM接口與OMAP? 4主機(jī)處理器連接,適用于需要高集成度音頻編解碼功能的便攜式設(shè)備。

5. 封裝與訂購信息

  • ?封裝類型?:3.8mm x 3.8mm 81引腳WCSP封裝
  • ?訂購信息?:提供了不同型號和封裝選項(xiàng)的訂購代碼,如TWL6041BYFFR和TWL6041BYFFT。

6. 電氣特性

數(shù)據(jù)手冊提供了詳細(xì)的電氣特性參數(shù),包括但不限于:

  • 工作電壓范圍
  • 靜態(tài)電流
  • 音頻輸出功率和信噪比
  • 時鐘輸入特性
  • 輸入/輸出阻抗

7. 布局與布線建議

雖然數(shù)據(jù)手冊沒有專門章節(jié)討論布局與布線,但通常這類信息會在應(yīng)用筆記或參考設(shè)計中提供。布局時需要注意關(guān)鍵信號線的走線、電源和地線的處理以及去耦電容的放置。

8. 注意事項(xiàng)

  • ?靜電放電(ESD)保護(hù)?:在處理和組裝過程中需采取適當(dāng)?shù)腅SD保護(hù)措施。
  • ?熱設(shè)計?:確保設(shè)備在工作時不超過最大結(jié)溫,并考慮適當(dāng)?shù)纳岽胧?/li>
  • ?電源穩(wěn)定性?:為設(shè)備提供穩(wěn)定且符合規(guī)格的電源輸入,以避免性能下降或損壞。
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