ANALOG DEVICES SSM2602 Service Manual

低功耗音频编解码器

特性

24位立体声模数和数模转换器
DAC SNR：100 dB(A加权)；THD：−80 dB(48 kHz、3.3 V)
ADC SNR：90 dB（A加权）；THD：−80 dB(48 kHz、3.3 V)

高效率耳机放大器
立体声线路输入和单声道麦克风输入
低功耗

7 mW立体声回放(1.8 V/1.5 V电源)
14 mW录音和回放(1.8 V/1.5 V电源)

低电源电压
模拟：1.8 V至3.6 V
数字内核：1.5 V至3.6 V
数字I/O：1.8 V至3.6 V
正常模式下过采样速率：256/384；USB模式下过采样速率：

250/272

音频采样速率：8 kHz、11.025 kHz、12 kHz、16 kHz、

22.05 kHz、24 kHz、32 kHz、44.1 kHz、48 kHz、88.2
kHz和96 kHz

28引脚5 mm × 5 mm LFCSP (QFN)封装

应用

移动电话
MP3播放器
便携式游戏机
便携式电子设备
教育玩具

SSM2602

概述

SSM2602是一款低功耗、高质量立体声音频编解码器，配有
一组立体声可编程增益放大器(PGA)线路输入和一个单声道
麦克风输入，适合便携式数字音频应用。它具有两个24位模
数转换器(ADC)通道和两个24位数模转换器(DAC)通道。

SSM2602可以作为主机或从机工作。它支持各种主时钟频
率，包括：用于USB设备的12 MHz或24 MHz；标准256 fS或
384 fS速率，例如12.288 MHz和24.576 MHz；以及许多常用
音频采样速率，例如96 kHz、88.2 kHz、48 kHz、44.1 kHz、

32 kHz、24 kHz、22.05 kHz、16 kHz、12 kHz、11.025 kHz和
8 kHz。

SSM2602的模拟电路可以采用低至1.8 V的电源供电，数字

电路可以采用低至1.5 V的电源供电。所有电源的最大电源
电压均为3.6 V。

SSM2602可以用作耳机驱动器或扬声器驱动器，并提供软件
可编程立体声输出，因而用户能够实现许多应用。音量控
制功能可在较大的增益控制范围内控制音频信号。
SSM2602的额定温度范围为−40°C至+85°C工业温度范围，采
用28引脚、5 mm × 5 mm引脚架构芯片级封装(LFCSP)。

功能框图

AVDDVMID AGND DBVDD DGND DCVDD HPVDD PGND

MICBIAS

RLINEIN

MICIN

LLINEIN

–34.5dB TO +33dB,

1.5dB STEP

0dB/20dB/

40dB BOOST

–34.5dB TO +33dB,

1.5dB STEP

CLK

MCLK/

XTO CLKOUT

XTI

MUX

MUX

BYPASS

SIDETONE

ADC

ADC

SIDETONE

BYPASS

PBDAT RECDAT BCLK PBLRC RECLRC

6dB TO 15dB/MUTE 3dB STEP

DIGITAL

PROCESSOR

6dB TO 15dB/MUTE 3dB STEP

DIGITAL AUDIO INTERFACE

DAC

DAC

MODE CSB SDIN SCLK

图1

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SSM2602

–73dB TO +6dB,
1dB STEP

–73dB TO +6dB,
1dB STEP

CONTROL INTERFACE

RHPOUT

ROUT

LOUT

LHPOUT

06858-001

SSM2602

目录

特性.....................................................................................................1

应用.....................................................................................................1

概述.....................................................................................................1

功能框图............................................................................................1

修订历史............................................................................................2

技术规格............................................................................................3

数字滤波器特性.......................................................................4

时序特性 .................................................................................... 5

绝对最大额定值............................................................................... 8

热阻.............................................................................................8

ESD警告 .....................................................................................8

引脚配置和功能描述 ......................................................................9

典型工作特性 .................................................................................10

转换器滤波器响应.................................................................10

数字去加重..............................................................................11

工作原理..........................................................................................12

数字内核 ..................................................................................12

ADC和DAC.............................................................................12

ADC高通滤波器和DAC去加重滤波器.............................12

自动电平控制(ALC) .............................................................13

模拟接口 ..................................................................................14

数字音频接口 .........................................................................16

软件控制接口 .........................................................................18

典型应用电路 .................................................................................19

寄存器映射......................................................................................20

寄存器映射详解.............................................................................21

左声道ADC输入音量，地址0x00 ......................................21

右声道ADC输入音量，地址0x01 ......................................22

左声道DAC音量，地址0x02...............................................23

右声道DAC音量，地址0x03...............................................23

模拟音频路径，地址0x04....................................................24

数字音频路径，地址0x05....................................................24

电源管理，地址0x06.............................................................25

数字音频I/F，地址0x07 .......................................................26

采样速率，地址0x08.............................................................26

激活，地址0x09 .....................................................................29

复位，地址0x0F .....................................................................29

ALC控制1，地址0x10...........................................................30

ALC控制2，地址0x11...........................................................30

噪声门，地址0x12.................................................................31

外形尺寸..........................................................................................32

订购指南 ..................................................................................32

修订历史

2008年2月—修订版0：初始版

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SSM2602

技术规格

除非另有说明，TA = 25°C、AVDD = DVDD = 3.3 V、PVDD = 3.3 V、1 kHz信号、fS = 48 kHz、PGA增益 = 0 dB、24位音频数据。

表1

参数 最小值 典型值 最大值 单位 条件

建议工作条件
模拟电源(AVDD)
数字电源

接地(AGND、PGND、DGND)
功耗
上电
立体声录音(1.5 V和1.8 V)
立体声录音(3.3 V)
立体声回放(1.5 V和1.8 V)
立体声回放(3.3 V)
掉电
线路输入
输入信号电平(0 dB)
输入阻抗

输入电容
信噪比(A加权)

总谐波失真(THD)

通道隔离
可编程增益
增益步长
静音衰减

麦克风输入

输入信号电平

信噪比(A加权)

总谐波失真

电源抑制比

静音衰减

输入电阻

输入电容

麦克风偏置
偏置电压
偏置电流源
信号带宽中的噪声

线路输出

DAC

满量程输出
信噪比(A加权)

THD + N

电源抑制比
通道隔离

1.8 3.3 3.6 V

1.5 3.3 3.6 V
0 V

7 mW
22 mW
7 mW
22 mW
40

1 × AVDD/3.3 V rms
200 kΩ
10 kΩ
480 kΩ
10 pF
70 90 dB
84 dB

−80 dB

−75 dB
80 dB

−34.5 0 +33.5 dB

1.5 dB

−80 dB

1 V rms
85 dB

−70 dB
50 dB
80 dB
10 kΩ
10 pF

0.75 × AVDD V
3 mA
40 nV/√Hz 20 Hz 至 20 kHz

1 × AVDD/3.3 V rms
85 100 dB
94

−80 −70 dB

−75
50 dB
80 dB

PGA增益 = 0 dB
PGA增益 = +33 dB
PGA增益 = −34.5 dB

PGA增益 = 0 dB，AVDD = 3.3 V
PGA增益 = 0 dB，AVDD = 1.8 V

−1 dBFS输入，AVDD = 3.3 V

−1 dBFS输入，AVDD = 1.8 V

麦克风增益 = 0 dB

= 40 kΩ)

(R

SOURCE

0 dBFS输入，0 dB增益

−1 dBFS输入DAC + 线性输出

AVDD = 3.3 V
AVDD = 1.8 V
AVDD = 3.3 V
AVDD = 1.8 V

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SSM2602

参数 最小值 典型值 最大值 单位 条件

耳机输出
满量程输出电压
最大输出功率

信噪比(A加权)

90 AVDD = 1.8 V

THD + N

源抑制比
静音衰减

线路输入至线路输出

满量程输出电压

信噪比(A加权)

86 AVDD = 1.8 V

总谐波失真

−80 AVDD = 1.8 V

电源抑制

麦克风输入至耳机输出

满量程输出电压

信噪比（A加权）

88 AVDD = 1.8 V

电源抑制比

可编程衰减

增益步长

静音衰减

数字滤波器特性

1 × AVDD/3.3 V rms

30 mW RL = 32 Ω
60 mW R

= 16 Ω

L

85 96 dB AVDD = 3.3 V

−65 dB P

−60 dB P

= 10 mW

OUT

= 20 mW

OUT

50 dB
80 dB

1 × AVDD/3.3 V rms
92 dB AVDD = 3.3 V

−80 dB AVDD = 3.3 V

50 dB

1 × AVDD/3.3 V rms
94 dB AVDD = 3.3 V

50 dB
6 15 dB
3 dB
80 dB

表2

参数 最小值 典型值 最大值 单位 条件

ADC滤波器

通带

0.5 f

通带纹波

阻带

阻带衰减

高通滤波器转折频率

0 0.445 f

S

Hz −6 dB

Hz ±0.04 dB

S

±0.04 dB

0.555 f

Hz

S

−61 dB f > 0.567 f

3.7 Hz −3 dB

10.4 Hz −0.5 dB

21.6 Hz −0.1 dB

DAC滤波器

通带

0.5 f

通带纹波

阻带

阻带衰减
内核时钟容差

频率范围
抖动容差

0 0.445 f

S

Hz −6 dB

Hz ±0.04 dB

S

±0.04 dB

0.555 f

Hz

S

−61 dB f > 0.565 f

8.0 13.8 MHz
50 ps

S

S

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时序特性

表3. I2C®时序3. I

限值

参数 单位 描述

t

SCS

t

SCH

t

PH

t

PL

f

SCLK

t

DS

t

DH

t

RT

t

FT

t

HCS

t

MIN

t

MAX

600 ns
600 ns
600 ns

1.3 µs
0 526 kHz
100 ns
900 ns
300 ns
300 ns
600 ns

SDIN

SCLK

t

SCH

t

DS

t

PL

t

RT

t

DH

图2. I2C时序

起始条件建立时间
起始条件保持时间

SCLK高电平脉冲宽度
SCLK低电平脉冲宽度
SCLK频率

数据建立时间
数据保持时间

SDIN和SCLK上升时间
SDIN和SCLK下降时间

结束条件建立时间

t

PH

SSM2602

t

HCS

t

SCS

t

FT

06858-036

表4. SPI时序

限值

参数

t

20 ns

DSU

t

DHO

t

SCH

t

SCL

t

SCS

t

CSS

t

CSH

t

CSL

t

PS

t

MIN

t

MAX

20 ns
20 ns
20 ns
60 ns
20 ns
20 ns
20 ns
0 5 ns

CSB

SCLK

SDIN

单位

t

CSL

t

t

SCL

SCH

t

DSU

t

DHO

图3. SPI时序

描述

SDIN到SCLK建立时间
SCLK到SDIN保持时间
SCLK高电平脉冲宽度
SCLK低电平脉冲宽度
SCLK上升沿到CSB上升沿
CSB上升沿到SCLK上升沿
CSB高电平脉冲宽度
CSB低电平脉冲宽度
需抑制的尖峰脉冲宽度

t

CSH

t

SCS

t

CSS

06858-024

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SSM2602

表5. 数字音频接口从机模式时序

参数 t

t

DS

t

DH

t

LRSU

t

LRH

t

DD

t

BCH

t

BCL

t

BCY

MIN

10 ns
10 ns
10 ns
10 ns
30 ns

25
25
50

限值

t

MAX

单位 描述

从BCLK上升沿起的PBDAT建立时间
从BCLK上升沿起的PBDAT保持时间

RECLRC/PBLRC建立时间到BCLK上升沿
RECLRC/PBLRC保持时间到BCLK上升沿
从BCLK下降沿起的RECDAT传播延迟（70 pF外部负载）

ns
ns
ns

BCLK高电平脉冲宽度
BCLK低电平脉冲宽度
BCLK周期时间

BCLK

PBLRC/

RECLRC

PBDAT

RECDAT

t

BCH

t

BCY

t

t

BCL

DS

t

LRH

t

DD

图4. 数字音频接口从机模式时序

表6. 数字音频接口主机模式时序

限值

参数 单位 描述

t

DST

t

DHT

t

DL

t

DDA

t

BCLKR

t

BCLKF

t

BCLKDS

t

MIN

t

MAX

30 ns
10 ns
10 ns
10 ns
10 ns
10 ns
45:55:00 55:45:00

PBDAT建立时间到BCLK上升沿
PBDAT保持时间到BCLK上升沿

从BCLK下降沿起的RECLRC/PBLRC传播延迟
从BCLK下降沿起的RECDAT传播延迟

BCLK上升时间(10 pF负载)
BCLK下降时间(10 pF负载)
BCLK占空比(正常和USB模式)

BCLK

PBLRC/

RECLRC

PBDAT

RECDAT

图5. 数字音频接口主机模式时序

t

DSTtDHT

t

LRSU

t

DH

06858-025

t

DL

t

DDA

06858-026

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表7. 系统时钟时序

参数

t

XTIY

t

MCLKDS

t

XTIH

t

XTIL

t

COP

t

COPDIV2

限值

t

MIN

t

MAX

单位

72 ns
40:60 60:40:00
32 ns
32 ns
20 ns
20 ns

MCLK/XTI

CLKOUT

CLKODIV2

描述

MCLK/XTI系统时钟周期时间
MCLK/XTI占空比
MCLK/XTI系统时钟高电平脉冲宽度
MCLK/XTI系统时钟低电平脉冲宽度

从MCLK/XTI下降沿起的CLKOUT传播延迟
从MCLK/XTI下降沿起的CLKODIV2传播延迟

t

XTIH

t

XTIL

t

XTIY

t

COPDIV2

图6. 系统(MCLK)时钟时序

t

COP

SSM2602

06858-035

Rev. 0 | Page 7 of 32

SSM2602

绝对最大额定值

除非另有说明，TA = 25°C。

表8

参数 额定值

电源电压
输入电压
共模输入电压
存储温度范围
工作温度范围
结温范围
引脚温度(焊接，60秒)

5 V
V

DD

V

DD

−65°C 至 +150°C

−40°C 至 +85°C

−65°C 至 +165°C
300°C

注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。

热阻

针对最差条件，即器件焊接在电路板上以实现表贴封

θ

JA

装。

表9. 热阻

封装类型 θ

θ

JA

单位

JC

28引脚, 5 mm × 5 mm LFCSP 28 32 °C/W

ESD警告

ESD（静电放电）敏感器件。

带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽管本

产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器

件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避

免器件性能下降或功能丧失。

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SSM2602

引脚配置和功能描述

N

MODE

LLINEIN

CSB

1MCLK/XTI
2XTO
3DCVDD
4DGND
5DBVDD
6CLKOUT
7BCLK

表10. 引脚功能描述

引脚编号 引脚名称 类型 描述

1 MCLK/XTI
2 XTO
3 DCVDD
4 DGND
5 DBVDD
6 CLKOUT
7 BCLK
8 PBDAT
9 PBLRC
10 RECDAT
11 RECLRC
12 HPVDD
13 LHPOUT
14 RHPOUT
15 PGND
16 LOUT
17 ROUT
18 AVDD
19 AGND
20 VMID
21 MICBIAS
22 MICIN
23 RLINEIN
24 LLINEIN
25 MODE
26 CSB

SDIN

27
28

SCLK

接地焊盘

数字输入
数字输出
数字电源
数字接地
数字电源
数字输出
数字输入/输出
数字输入
数字输入/输出
数字输出
数字输入/输出
模拟电源
模拟输出
模拟输出
模拟接地
模拟输出
模拟输出
模拟电源
模拟接地
模拟输出
模拟输出
模拟输入
模拟输入
模拟输入
数字输入
数字输入
数字输入/输出
数字输入
散热焊盘

主时钟输入/晶振输入。
晶振输出。
数字内核电源。
数字接地。
数字I/O电源。
缓冲时钟输出。
数字音频位时钟。

DAC数字音频数据输入，回放功能。
DAC采样速率时钟，回放功能(从左右声道)。
ADC数字音频数据输出，录音功能。
ADC采样速率时钟，录音功能(从左右声道)。

耳机电源。
左声道耳机输出。
右声道耳机输出。
耳机接地。
左声道线路输出。
右声道线路输出。
模拟电源。
模拟接地。
供电中间电压去耦输入。
麦克风偏置。
麦克风输入信号。

右声道线路输入。
左声道线路输入。
控制接口选择：I

3线控制接口芯片选择，低电平有效/2线控制接口I2C地址选择。
3线控制接口数据输入/2线控制接口数据输入/输出。
3线/2线控制时钟输入。
中央散热焊盘。连接到PCB接地层。

SDIN

SCLK

26

27

28

PIN 1
INDICATOR

SSM2602

TOP VIEW

(Not to Scale)

9

8

10

PBLRC

PBDAT

RECDAT

图7. 引脚配置

25

24

11

12

HPVDD

RECLRC

MICIN

RLINEI

22

23

14

13

LHPOUT

RHPOUT

2

C或SPI。

21 MICBIAS
20 VMID
19 AGND
18 AVDD
17 ROUT
16 LOUT
15 PGND

06858-002

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SSM2602

典型工作特性

转换器滤波器响应

0
–10
–20
–30
–40
–50
–60

MAGNITUDE (dB)

–70
–80
–90

–100

0 0.25

0.75 1.00 1.250.50 1.50 2.00
FREQUENCY (

f

)

S

图8. ADC数字滤波器频率响应 图10. DAC数字滤波器频率响应

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

−0.01

MAGNITUDE (dB)

−0.02

−0.03

−0.04

−0.05
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

FREQUENCY (

f

)

S

1.75

0
–10
–20
–30
–40
–50
–60

MAGNITUDE (dB)

–70
–80
–90

–100

0 0.25

06858-003

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

−0.01

MAGNITUDE (dB)

−0.02

−0.03

−0.04

−0.05
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

06858-004

0.75 1.00 1.250.50 1.50 2.001.75
FREQUENCY (

FREQUENCY (

f

)

S

f

)

S

图11. DAC数字滤波器纹波图9. ADC数字滤波器纹波

06858-005

06858-006

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