Texas Instruments TLV320AIC3104-Q1低功耗立體聲音頻編解碼器配有立體聲耳機(jī)放大器以及多個輸入和輸出，其可在單端或全差分配置中編程。該器件具有廣泛的基于寄存器的電源控制功能，可通過3.3V模擬電源實(shí)現(xiàn)低至14mW的立體聲48kHz DAC播放，因此非常適合用于儀表板和音響主機(jī)系統(tǒng)中的汽車音頻應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TLV320AIC3104-Q1低功耗立體聲音頻編解碼器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TLV320AIC3104-Q1的錄制路徑包含集成麥克風(fēng)偏置、數(shù)字控制立體聲麥克風(fēng)前置放大器和自動增益控制 (AGC)，在多個模擬輸入中具有混合/多路復(fù)用器功能。錄制過程中提供可編程濾波器，可在嘈雜和不可預(yù)測的環(huán)境中（例如應(yīng)急呼叫系統(tǒng)激活時）消除可聞噪聲。播放路徑包括MIX/MUX功能（從立體聲DAC和所選輸入，經(jīng)可編程音量控制至各路輸出）。

特性

• 符合汽車應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
• 下列性能符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)：
  • 器件溫度等級3：-40°C至105°C的環(huán)境運(yùn)行溫度范圍
  • 器件人體模型 (HBM) 靜電放電 (ESD) 分類等級2
  • 器件充電器件模型 (CDM) ESD分類等級C6
• 立體聲音頻DAC
  • 信噪比：102dBA
  • 16、20、24或32位數(shù)據(jù)
  • 支持8kHz至96kHz采樣率
  • 3D、低音、高音、EQ、去加重效果
  • 提供靈活的省電模式和性能
• 立體聲音頻ADC
  • 信噪比：92dBA
  • 支持8kHz至96kHz采樣率
  • 錄制期間可提供數(shù)字信號處理和噪聲濾波功能
• 六個音頻輸入引腳
  • 一個單端輸入立體聲對
  • 一個全差分輸入立體聲對
• 六個音頻輸出驅(qū)動器
  • 全差分或單端立體聲耳機(jī)驅(qū)動器
  • 全差分立體聲線路輸出
• 低功耗（14mW立體聲，48kHz回放，采用3.3V模擬電源）
• 超低功耗模式，帶無源模擬旁路
• 可編程輸入/輸出模擬增益
• 自動增益控制 (AGC)，用于記錄
• 可編程麥克風(fēng)偏置電平
• 用于靈活時鐘生成的可編程PLL
• I^2^C控制總線
• 音頻串行數(shù)據(jù)總線支持I^2^S、左/右對齊、DSP和TDM模式
• 各種模塊化電源控制
• 電源
  • 模擬（2.7V至3.6V）
  • 數(shù)字內(nèi)核（1.525V至1.95V）
  • 數(shù)字I/O（1.1V至3.6V）

簡化框圖

TLV320AIC3104-Q1汽車級低功耗音頻編解碼器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TLV320AIC3104-Q1是德州儀器(TI)推出的一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計的高性能、低功耗立體聲音頻編解碼器，符合AEC-Q100 Grade 2標(biāo)準(zhǔn)(-40°C至+105°C工作溫度范圍)。該器件集成了立體聲ADC/DAC、可編程數(shù)字音頻處理、多路輸入輸出接口以及靈活的時鐘管理功能，主要面向車載信息娛樂系統(tǒng)、儀表集群、緊急呼叫(eCall)和遠(yuǎn)程信息處理控制單元等應(yīng)用場景。

二、關(guān)鍵特性

1. 音頻性能指標(biāo)

• ?DAC性能?：102dB信噪比(SNR)，支持16/20/24/32位數(shù)據(jù)，采樣率從8kHz到96kHz
• ?ADC性能?：92dB信噪比，同樣支持8kHz-96kHz采樣率
• ?低功耗設(shè)計?：立體聲48kHz播放僅消耗14mW(3.3V模擬供電時)
• ?超低功耗模式?：支持被動模擬旁路模式，大幅降低功耗

2. 接口配置

• ?6個音頻輸入引腳?：包括1對單端輸入和1對全差分輸入
• ?6個音頻輸出驅(qū)動器?：包含全差分/單端立體聲耳機(jī)驅(qū)動器和全差分立體聲線路輸出
• ?控制接口?：I2C控制總線
• ?音頻數(shù)據(jù)接口?：支持I2S、左/右對齊、DSP和TDM模式

3. 汽車級特性

• AEC-Q100認(rèn)證，HBM ESD等級2級(±2kV)，CDM ESD等級C6級(±1kV)
• 寬工作電壓范圍：模擬2.7-3.6V，數(shù)字核心1.525-1.95V，I/O 1.1-3.6V
• 32引腳VQFN封裝(5mm×5mm)，適合空間受限的汽車應(yīng)用

三、架構(gòu)與功能模塊

1. 模擬前端

器件包含兩個獨(dú)立可編程的模擬輸入通道，每通道提供：

• 麥克風(fēng)偏置電壓(2V/2.5V/AVDD可編程)
• 可編程增益放大器(PGA)，增益范圍0-59.5dB(0.5dB步進(jìn))
• 自動增益控制(AGC)功能，支持可編程攻擊(8ms-1.408ms)和衰減時間(0.05s-22.4s)

2. 數(shù)字處理

• ?ADC路徑?：集成數(shù)字降噪濾波和高通濾波功能
• ?DAC路徑?：支持3D音效、低音/高音調(diào)節(jié)、均衡器和去加重處理
• ?可編程濾波器?：提供雙二階濾波器架構(gòu)，系數(shù)完全可編程

3. 時鐘管理

內(nèi)置高靈活性PLL，支持：

• 輸入時鐘范圍：512kHz至50MHz
• 支持從常見系統(tǒng)時鐘(12MHz,13MHz,16MHz等)生成所有標(biāo)準(zhǔn)音頻速率
• 可編程分頻器，支持單倍速和雙倍速音頻模式

四、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 系統(tǒng)連接示意圖

典型的車載音頻系統(tǒng)連接包括：

• 主處理器通過I2C配置器件，I2S接口傳輸音頻數(shù)據(jù)
• 麥克風(fēng)輸入可通過單端或差分方式連接
• 線路輸出可直接驅(qū)動耳機(jī)或連接外部功率放大器
• 支持與TI的TPA3111D1-Q1等汽車級音頻功放配套使用

2. 電源設(shè)計建議

• 建議上電順序：先IOVDD，再AVDD/DRVDD，最后DVDD
• 每個電源引腳需布置0.1μF去耦電容，靠近器件放置
• 模擬和數(shù)字地應(yīng)分開布局，在單點(diǎn)連接

3. PCB布局要點(diǎn)

• 熱焊盤必須連接到DRVSS并良好焊接
• 差分音頻信號建議走差分線以獲得更好抗噪性
• 關(guān)鍵模擬信號遠(yuǎn)離數(shù)字線路和高頻時鐘

五、寄存器配置要點(diǎn)

TLV320AIC3104-Q1通過I2C接口訪問兩頁共256個寄存器實(shí)現(xiàn)全面控制：

1. ?時鐘配置?：需正確設(shè)置PLL參數(shù)(Page0 Reg3-6)和采樣率分頻(Page0 Reg2)
2. ?路徑控制?：通過Page0 Reg7選擇數(shù)據(jù)路徑，Reg41配置DAC輸出路由
3. ?增益設(shè)置?：ADC PGA增益(Page0 Reg15-16)，輸出驅(qū)動電平(Page0 Reg51等)
4. ?效果控制?：數(shù)字濾波器系數(shù)(Page1 Reg1-52)和3D效果(Page1 Reg53-54)

六、汽車應(yīng)用優(yōu)勢

1. ?可靠性?：通過AEC-Q100認(rèn)證，滿足汽車電子嚴(yán)苛環(huán)境要求
2. ?集成度?：單芯片實(shí)現(xiàn)完整音頻鏈，減少外部元件數(shù)量
3. ?靈活性?：支持多種音頻接口格式和時鐘方案，易于系統(tǒng)集成
4. ?低功耗?：多種省電模式，特別適合常電運(yùn)行的緊急呼叫系統(tǒng)