W68 1360 3V单通道13位线性声带编解码器

1。一般说明
W681360是一种通用单通道13位线性PCM编解码器，具有2s补码数据格式。它由一个+3V电源供电，提供20针SOG（SOP）、SSOP和TSSOP包选项。该设备的主要功能是语音信号的数字化和重建，包括PCM系统所需的频带限制和平滑。W681360性能在工业温度范围-40℃到+85℃。
W681360包括一个片上精密电压基准。模拟部分完全差分，降低噪声，提高电源抑制比。VAG参考引脚允许对产生到VSS电源接地参考电压的内部电路进行去耦，当外部模拟信号参考到VSS时，将模拟电路上的时钟噪声最小化。
数据传输协议支持长帧和短帧、同步和异步通信用于PCM应用。W681360接受256KHz到4.800MHz之间的八个主时钟速率，芯片内预定标器自动确定所需内部时钟的分频比。一个额外的片上功率放大器能够以不同的方式驱动300Ω负载，最高可达3.544V峰间电压。
为了快速评估，可提供开发工具包（W681360DK）。
为了实现快速原型化，还提供了一个低成本评估委员会（W681360ES）。

2。特征
•单+3V电源（2.7V至5.25V）典型功耗：9.8mW备用功耗：3微W
断电功耗：0.09微瓦
•低噪声全差分模拟电路设计
•13位线性A/D&D/A转换，2s补码数据格式
•编解码器A/D和D/A过滤符合ITU G.712
•8个主时钟频率为256KHz至
4.800兆赫
•256KHz–串行PCM端口上的4.8MHz位时钟速率
•芯片内精度参考值为0.886V，适用于600Ω（436mvrms）-5dBm TLP
•可编程接收增益：0至–21db in
3dB步长
•工业温度范围（–40摄氏度至+85摄氏度）
•20针SOG（SOP）、SSOP和TSSOP以及QFN-32L包装
•无铅/RoHS包装选项可用应用
•VoIP、语音网络设备
•数字电话和通信系统
•无线语音设备
•DECT/数字无绳电话
•宽带接入设备
•蓝牙耳机
•光纤到路缘设备
•企业电话
•数字录音机

三。方框图

W681360信号路径
传输路径
编解码器的A-D路径的第一阶段是一个具有外部可配置增益设置的模拟输入运算放大器。差分模拟输入可应用于输入Ai+和Ai-。或者，输入放大器可以断电，单端输入信号可以应用于AO引脚或AI引脚。输入放大器可以通过将AI+针连接到
也可决定选择AO或AI+作为输入。当输入运算放大器断电时，AO引脚变为高输入阻抗。
输入放大器
当输入放大器断电时，AO或AI-处的输入信号应参考模拟接地电压VAG。

输入运算放大器的输出首先通过低通滤波器进行馈送，以防止切换电容器3.4KHz低通滤波器出现混叠。随后，3.4KHz开关电容低通滤波器的频带将输入信号限制在4KHz以下。高于4KHz的信号将以8KHz的采样率进行混叠。具有200Hz截止频率的高通滤波器可防止直流耦合。所有过滤器均按照G.712 ITU-T规范设计。根据HB引脚上的逻辑电平，高通滤波器可以被旁路。如果去除高通，则装置的频率响应向下延伸至直流电。

过滤后，信号数字化为13位线性PCM代码，并以外部帧同步FST提供的采样率馈送至PCM接口进行串行传输。
输入运算放大器增益
输入运算放大器的增益可以使用外部电阻进行调整。对于单端输入操作，增益由一个简单的电阻比给出。
输入运算放大器增益-单端输入

对于差分输入操作，外部电阻网络更复杂，但增益的表达方式相同。当然，与相应的单端输入相比，差分输入还具有固有的6db优势。
输入运算放大器增益-差分输入
对于麦克风接口电路，运算放大器的增益通常设置为30dB。然而，增益可用于30分贝以上，但这将需要一个紧凑的布局，具有最小的跟踪长度和良好的噪声源隔离。此外，还建议布局尽可能对称，以防止不平衡工作对差分设计的噪声消除优势造成影响。
接收路径
d-to-a路径的13位数字输入采样被PCM接口串行移入并转换为并行数据位。在帧同步FSR的每个周期中，并行数据位通过13位线性DAC输入并转换为模拟采样。根据ITU-T G.712规范，模拟样品通过具有3.4KHz截止频率的低通平滑滤波器进行过滤。SIN（x）/x补偿与低通平滑滤波器集成。该滤波器的输出被缓冲以提供接收输出信号ro-。当设备处于接收路径调整模式时，输出也可以被衰减。如果在FST管脚时钟和FSR管脚保持低的情况下半通道操作设备，接收滤波器输入将连接到VAG电压。当通过对FSR管脚计时恢复全通道操作时，这样可以最大限度地减少Ro管脚处的瞬变。
RO-输出可以外部连接到PAI引脚，以在PAO+和PAO-引脚处提供具有高驱动能力的差分输出。通过使用外部电阻，可以实现该输出放大器的各种增益设置。如果发射功率放大器不在使用中，可以通过将PAI连接到VDD来关闭它。PAO+和PAO-输出的偏压和信号参考是VAG引脚。VAG管脚不能像这些管脚那样产生或吸收电流，因此必须在PAO+和PAO-之间放置低阻抗负载。PAO+和PAO-差分驱动器还能够驱动100Ω电阻负载或100nF压电传感器，与20Ω电阻串联，且变形略有增加。当PAO-的增益设置为1/4或更小时，这些驱动器可用于驱动32Ω的电阻负载。
接收增益调整模式
W681360可以通过对BCLKR引脚应用逻辑“1”而使其进入接收路径调整模式，同时所有其他时钟都正常打卡。然后，该设备可以读取16位数据，另外三个系数位与13位数字语音数据相加。这三个系数用于编程接收路径衰减，从而允许根据下表中的值衰减接收信号。如果未使用该功能，则默认值为0db。

接收增益调整模式下的衰减系数关系
电源管理模拟和数字电源
W681360的模拟和数字部分的电源必须为2.7V至5.25V。此电源电压连接到VDD引脚。需要通过0.1μF陶瓷电容器将VDD引脚与接地分离。模拟地面参考旁路
该系统具有内部精密电压基准，产生VDD/2中间电源模拟接地电压。该电压需要通过0.1μf陶瓷电容器在Vref引脚处与Vss解耦。
模拟地参考电压输出
模拟接地参考电压可用于VAG引脚的外部参考。该电压需要通过0.01μF陶瓷电容器去耦至Vss。模拟接地参考电压由VREF引脚上的电压产生，也用于内部信号处理。
脉码调制接口
PCM接口由插脚BCLKR、FSR、BCLKT和FST控制。输入数据通过PCMR管脚接收，输出数据通过PCMT管脚传输。
长帧同步或短帧同步接口模式可通过将BCLKR或BCLKT引脚连接到256KHz至4.800 MHz时钟，并将FSR或FST引脚连接到8KHz帧同步来选择。该设备在帧同步信号的正边缘同步PCM接口的数据字和编解码器采样率。当fst引脚在bclkt引脚处连续两个位时钟下降沿保持高位时，可以识别长帧同步。当BCLKT引脚的位时钟的一个且只有一个下降沿的帧同步信号在引脚FST高时，识别出短帧同步模式。
长帧同步
当fst引脚在bclkt引脚处连续两个位时钟下降边缘保持高位时，该设备识别出一个长帧同步。帧同步脉冲的长度可以随帧的不同而变化，只要帧的正同步边每隔125μs发生一次。在长帧同步模式下的数据传输过程中，当帧同步信号fst高或传输13位数据字时，传输数据针pcmt将变为低阻抗。当传输数据时帧同步信号fst变低或当一半LSB被传输时，传输数据pin pcmt将变为高阻抗。内部决策逻辑将根据前一帧同步脉冲确定下一帧同步是长帧同步还是短帧同步。为了避免总线碰撞，在每次断电状态后，PCMT引脚将在两个帧同步周期内具有高阻抗。长帧同步模式如下图所示。在接口计时部分可以找到更详细的计时信

长帧同步PCM模式短帧同步
W681360在短帧同步模式下工作，当插脚fst处的帧同步信号高达BCLKT插脚位时钟的一个且只有一个下降沿时。在位时钟的下一个上升沿上，W681360开始计时PCMT引脚上的数据，这也将从高阻抗状态变为低阻抗状态。数据传输插脚PCMT将通过LSB返回高阻抗状态。W681360的短帧同步操作基于13位数据字。当接收到PCMR管脚上的数据时，数据在与帧同步信号一致的下降沿之后的第一个下降沿上打卡。内部决策逻辑将根据前一帧同步脉冲确定下一帧同步是长帧同步还是短帧同步。为了避免总线碰撞，在每次断电状态后，PCMT引脚将在两个帧同步周期内具有高阻抗。短帧同步模式如下图所示。在接口计时部分可以找到更详细的计时信息。
短帧同步（发送和接收有单独的时钟）短帧同步PCM模式
特殊16位接收模式
符号扩展模式定时
符号位扩展模式通过对BCLKR引脚应用逻辑“0”进入，而所有其他时钟都正常打卡。在标准13位模式中，第一位是符号位。在此模式下，设备发送和接收16位数据，其中符号位扩展到前四个数据位。此模式的PCM正时如下所示。
多氯联苯
符号扩展（bclkr=0）
发送和接收都使用bclkt，前四个数据位是符号位。
FST可能发生在与FSR不同的时间。
符号扩展模式
接收增益调整模式定时
接收路径调整模式是通过对BCLKR引脚应用逻辑“1”进入的，而所有其他时钟都正常打卡。在此模式下，设备接收16位数据，其中最后三位是系数，用于编程上述接收增益调整衰减。此模式的PCM正时如下所示。
多氯联苯
接收增益调整（bclkr=1）
发送和接收都使用BCLKT。FST可能发生在与FSR不同的时间。时钟进入PCMR的位14、15和16用于接收模拟输出的衰减控制。
接收增益调整定时模式
系统定时
系统可以在256KHz、512KHz、1536KHz、1544KHz、2048KHz、2560KHz、4096KHz和4800KHz主时钟频率下工作。系统时钟通过主时钟输入MCLK提供，如果需要，可以从位时钟派生。内部预定标器用于为内部编解码器生成固定的256KHz和8KHz采样时钟。预定标器测量主时钟频率和帧同步频率，并相应地设置分割比。如果在MCLK和BCLK引脚时钟信号仍然存在的情况下，两个帧同步在整个帧同步期间都很低，则W681360将进入低功率待机模式。另一种关闭电源的方法是将PUI引脚设置为低。当系统需要再次通电时，需要将PUI引脚设置为高，并且需要存在传输帧同步脉冲。在引脚PCMT变为低阻抗之前，需要两个传输帧同步周期。
片上功率放大器
片上功率放大器通常用于驱动外部扬声器。功率放大器的反相输入可在管脚PAI处获得。非反转输入在内部绑定到VAG。反向输出PAO–用于向PAI引脚提供反馈信号，以设置功率放大器输出（PAO+和PAO-）的增益。这些推拉输出能够驱动300Ω负载至
将PAI连接到VDD将关闭功率驱动放大器，PAO+和PAO–输出将具有高阻抗。