MAX9867：超低壓立體聲音頻編解碼器的卓越之選

在當(dāng)今便攜式消費(fèi)設(shè)備市場中，音頻編解碼器的性能和功耗成為了關(guān)鍵考量因素。MAX9867作為一款超低壓立體聲音頻編解碼器，憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場景，為電子工程師們提供了一個優(yōu)秀的解決方案。

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一、產(chǎn)品概述

MAX9867專為移動電話、便攜式游戲機(jī)等便攜式消費(fèi)設(shè)備設(shè)計。它具有立體聲差分麥克風(fēng)輸入，可連接模擬或數(shù)字麥克風(fēng)。單端線路輸入配備可配置前置放大器，能將信號發(fā)送到ADC進(jìn)行錄制，也可直接路由到耳機(jī)放大器進(jìn)行播放。此外，輔助ADC路徑可用于跟蹤任何直流電壓。

其立體聲耳機(jī)放大器支持差分、單端和無電容輸出配置。在無電容輸出配置下，該設(shè)備可向32Ω耳機(jī)輸出10mW功率。全面的咔嗒聲和爆音抑制電路能有效抑制音量變化、啟動或關(guān)閉過程中產(chǎn)生的可聽咔嗒聲和爆音。

該設(shè)備采用Maxim專有的數(shù)字電路，可接受10MHz至60MHz的任何可用系統(tǒng)時鐘，無需外部PLL和多個晶體振蕩器。立體聲ADC和DAC路徑提供用戶可配置的語音頻段或音頻頻段數(shù)字濾波器，語音頻段濾波器在GSM數(shù)據(jù)包頻率處提供額外衰減，在fS/2處的阻帶衰減大于70dB。

二、產(chǎn)品特性

2.1 低功耗與高性能

• 單電源供電：僅需1.8V單電源供電，支持1.65V至3.6V邏輯電平，有效降低功耗。
• 低功耗播放：播放功耗僅6.7mW，延長設(shè)備電池續(xù)航時間。
• 高動態(tài)范圍：立體聲DAC動態(tài)范圍達(dá)90dB（8kHz ≤ fS ≤ 48kHz），立體聲ADC動態(tài)范圍達(dá)85dB（8kHz ≤ fS ≤ 48kHz），提供清晰、高質(zhì)量的音頻。

2.2 豐富的輸入輸出接口

• 麥克風(fēng)輸入：支持立體聲數(shù)字麥克風(fēng)輸入和立體聲模擬差分麥克風(fēng)輸入，滿足不同類型麥克風(fēng)的連接需求。
• 線路輸入：立體聲線路輸入，可靈活連接外部音頻源。
• 耳機(jī)放大器：立體聲耳機(jī)放大器支持多種輸出配置，包括差分、單端和無電容輸出，適應(yīng)不同的耳機(jī)負(fù)載。

2.3 靈活的時鐘和濾波器配置

• 寬時鐘范圍：支持10MHz至60MHz的主時鐘，適應(yīng)不同的系統(tǒng)時鐘需求。
• 可配置濾波器：立體聲ADC和DAC路徑提供用戶可配置的語音頻段或音頻頻段數(shù)字濾波器，滿足不同音頻處理需求。

2.4 其他特性

• 電池測量輔助ADC：可用于監(jiān)測電池電壓，方便設(shè)備進(jìn)行電池管理。
• I2C接口：通過I2C 2線串行接口，可方便地控制音量、信號混合和一般操作模式。

三、應(yīng)用場景

MAX9867適用于多種便攜式消費(fèi)設(shè)備，包括：

• 手機(jī)：為手機(jī)提供高質(zhì)量的音頻錄制和播放功能，提升用戶的音頻體驗(yàn)。
• 便攜式游戲設(shè)備：在游戲過程中提供清晰、逼真的音頻效果，增強(qiáng)游戲的沉浸感。
• 便攜式導(dǎo)航設(shè)備：為導(dǎo)航語音提供清晰的輸出，確保用戶能夠準(zhǔn)確接收導(dǎo)航信息。
• 便攜式多媒體播放器：實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻播放，滿足用戶對音樂、視頻等多媒體內(nèi)容的需求。
• 無線耳機(jī)：為無線耳機(jī)提供低功耗、高性能的音頻編解碼功能，延長耳機(jī)的續(xù)航時間。

四、電氣特性

4.1 電源和電流

• 電源電壓范圍：PVDD、DVDD、AVDD為1.65V至1.95V，DVDDIO為1.65V至3.6V。
• 總電源電流：在不同工作模式下，如全雙工8kHz單聲道（語音模式）、DAC播放48kHz立體聲（音頻模式）等，模擬和數(shù)字部分的電源電流不同，具體數(shù)值可參考文檔中的詳細(xì)表格。
• 關(guān)機(jī)電源電流：關(guān)機(jī)狀態(tài)下，模擬和數(shù)字部分的電源電流僅為1至5μA，進(jìn)一步降低功耗。

4.2 DAC特性

• 動態(tài)范圍：在48kHz采樣率下，主模式或從模式的動態(tài)范圍可達(dá)90dB，從模式為84dB。
• 滿量程輸出：差分模式下為1VRMS，無電容和單端模式下為0.56VRMS。
• 增益誤差：直流精度相對于滿量程輸出的增益誤差在1%至5%之間。
• 語音路徑相位延遲：在不同采樣率下，語音路徑相位延遲不同，如8kHz采樣率下為1.2ms，16kHz采樣率下為0.59ms。
• 總諧波失真：在特定條件下，總諧波失真可達(dá) -80dB。
• DAC衰減范圍：為 -15dB至0dB。
• DAC增益調(diào)整：為0dB至 +18dB。
• 電源抑制比：在不同頻率和電源電壓變化下，電源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz頻率下，電源抑制比分別為78dB、75dB和62dB。

4.3 ADC特性

• 動態(tài)范圍：在8kHz采樣率、IIR語音模式下為75至84dB，在8kHz至48kHz采樣率、FIR音頻模式下為85dB。
• 滿量程輸入：差分麥克風(fēng)輸入或立體聲線路輸入，在AVPRE = 0dB、AVPGAM = 0dB時為1VP - P。
• 增益誤差：直流精度相對于滿量程輸出的80%的增益誤差在1%至5%之間。
• 語音路徑相位延遲：在不同采樣率下，語音路徑相位延遲不同，如8kHz采樣率下為1.2ms，16kHz采樣率下為0.61ms。
• 總諧波失真：在1kHz、8kHz采樣率、TA = +25°C、0dBFS條件下，總諧波失真為 -81dB至 -70dB。
• ADC電平調(diào)整范圍：為 -12dB至 +3dB。
• 電源抑制比：在不同頻率和電源電壓變化下，電源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz頻率下，電源抑制比分別為85dB、80dB和80dB。

4.4 輸出音量控制

• 線路輸入到輸出音量控制：通過VOLL/VOLR寄存器可實(shí)現(xiàn)不同的音量控制，音量控制步長根據(jù)不同的寄存器值有所不同。
• 輸出音量控制靜音衰減：在1kHz頻率下，靜音衰減可達(dá)100dB。

4.5 耳機(jī)放大器特性

• 輸出功率：在不同負(fù)載和模式下，輸出功率不同，如在16Ω負(fù)載、差分模式下，輸出功率可達(dá)30至52mW；在32Ω負(fù)載、無電容模式下，輸出功率為8至10mW。
• 總諧波失真 + 噪聲：在不同負(fù)載、功率和模式下，總諧波失真 + 噪聲不同，如在16Ω負(fù)載、25mW輸出功率、1kHz頻率下，差分模式的總諧波失真 + 噪聲為 -76dB。
• 動態(tài)范圍：在AVVOL = +6dB時，動態(tài)范圍為76至90dB。
• 電源抑制比：在不同頻率和電源電壓變化下，電源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz頻率下，電源抑制比分別為78dB、75dB和62dB。
• 輸出偏移電壓：在不同模式和音量下，輸出偏移電壓不同，如在AVVOL = -84dB、差分模式下，輸出偏移電壓為 ±0.2mV。
• 串?dāng)_：在不同模式和輸出功率下，串?dāng)_不同，如在差分模式、POUT = 5mW、1kHz頻率下，串?dāng)_為87dB。
• 電容驅(qū)動：在32Ω負(fù)載下，電容驅(qū)動能力為500pF。
• 咔嗒聲和爆音水平：在不同模式下，咔嗒聲和爆音水平不同，如在差分和無電容模式下，進(jìn)入關(guān)機(jī)時的咔嗒聲和爆音水平為 -80dBV，退出關(guān)機(jī)時為 -69dBV。

4.6 麥克風(fēng)放大器特性

• 前置放大器增益：通過PALEN/PAREN寄存器可配置不同的前置放大器增益，如0dB、20dB和30dB。
• MIC PGA增益：通過PGAML/PGAMR寄存器可配置不同的MIC PGA增益，如 -0.1dB和20dB。
• 共模抑制比：在VIN = 100mVP - P、217Hz頻率下，共模抑制比為50dB。
• 麥克風(fēng)輸入電阻：在所有增益設(shè)置下，麥克風(fēng)輸入電阻為30至50kΩ。
• 總諧波失真 + 噪聲：在不同前置放大器增益和輸入電壓下，總諧波失真 + 噪聲不同，如在AVPRE = 0dB、VIN = 1VP - P、1kHz頻率下，總諧波失真 + 噪聲為 -80dB。
• 電源抑制比：在不同頻率和電源電壓變化下，電源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz頻率下，電源抑制比分別為85dB、80dB和80dB。

4.7 麥克風(fēng)偏置特性

• 輸出電壓：在VAVDD = 1.8V、ILOAD = 1mA時，輸出電壓為1.5至1.55V。
• 負(fù)載調(diào)節(jié)：在ILOAD = 1mA至2mA時，負(fù)載調(diào)節(jié)為0.2至10V/A。
• 線路調(diào)節(jié)：在VAVDD = 1.65V至1.95V時，線路調(diào)節(jié)為10μV/V。
• 電源抑制比：在217Hz和10kHz頻率下，電源抑制比分別為85dB和81dB。
• 噪聲電壓：A加權(quán)噪聲電壓為9.1μVRMS。

4.8 線路輸入特性

• 滿量程輸入：在AVLINE = 0dB時，滿量程輸入為1.0VP - P。
• 線路輸入電平調(diào)整范圍：為 -6.5dB至 +24.5dB。
• 線路輸入靜音衰減：在1kHz頻率下，靜音衰減可達(dá)100dB。
• 輸入電阻：在AVLINE = +24dB時，輸入電阻為20kΩ。
• 總諧波失真 + 噪聲：在VIN = 0.1VP - P、1kHz頻率、差分輸出時，總諧波失真 + 噪聲為 -83dB。

4.9 輔助輸入特性

• 輸入直流電壓范圍：在AUXEN = 1時，輸入直流電壓范圍為0至0.738V。
• 輔助輸入電阻：在AUXEN = 1、0V ≤ AUXIN ≤ 0.738V時，輔助輸入電阻為10至40MΩ。

4.10 插孔檢測特性

• 閾值：在不同條件下，插孔檢測閾值不同，如在JDETEN = 1、SHDN = 1時，JACKSNS的閾值為0.92 x MICBIAS至0.98 x MICBIAS。
• 上拉電流：在不同條件下，上拉電流不同，如在JDETEN = 1、SHDN = 1、JACKSNS = GND時，上拉電流為4μA。
• 上拉電壓：在JDETEN = 1、JACKSNS、LOUTP時，上拉電壓為AVDD。

4.11 數(shù)字側(cè)音特性

• 側(cè)音增益調(diào)整范圍：在差分輸出模式下，側(cè)音增益調(diào)整范圍為 -60dB至0dB。
• 語音路徑相位延遲：在MIC輸入到耳機(jī)輸出、1kHz頻率、HP濾波器禁用、8kHz采樣率下，語音路徑相位延遲為2.2ms。

4.12 輸入時鐘特性

• MCLK輸入頻率：為10至60MHz。
• MCLK輸入占空比：在Prescaler = /1模式下為40%至60%，在/2或/4模式下為30%至70%。
• 最大MCLK輸入抖動：最大允許的RMS抖動為100psRMS。
• LRCLK采樣率范圍：為8至48kHz。
• LRCLK PLL鎖定時間：在快速鎖定模式下為2至7ms