MAX9867：超低压立体声音频编解码器的卓越之选

在当今便携式消费设备市场中，音频编解码器的性能和功耗成为了关键考量因素。MAX9867作为一款超低压立体声音频编解码器，凭借其出色的特性和广泛的应用场景，为电子工程师们提供了一个优秀的解决方案。

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一、产品概述

MAX9867专为移动电话、便携式游戏机等便携式消费设备设计。它具有立体声差分麦克风输入，可连接模拟或数字麦克风。单端线路输入配备可配置前置放大器，能将信号发送到ADC进行录制，也可直接路由到耳机放大器进行播放。此外，辅助ADC路径可用于跟踪任何直流电压。

其立体声耳机放大器支持差分、单端和无电容输出配置。在无电容输出配置下，该设备可向32Ω耳机输出10mW功率。全面的咔嗒声和爆音抑制电路能有效抑制音量变化、启动或关闭过程中产生的可听咔嗒声和爆音。

该设备采用Maxim专有的数字电路，可接受10MHz至60MHz的任何可用系统时钟，无需外部PLL和多个晶体振荡器。立体声ADC和DAC路径提供用户可配置的语音频段或音频频段数字滤波器，语音频段滤波器在GSM数据包频率处提供额外衰减，在fS/2处的阻带衰减大于70dB。

二、产品特性

2.1 低功耗与高性能

• 单电源供电：仅需1.8V单电源供电，支持1.65V至3.6V逻辑电平，有效降低功耗。
• 低功耗播放：播放功耗仅6.7mW，延长设备电池续航时间。
• 高动态范围：立体声DAC动态范围达90dB（8kHz ≤ fS ≤ 48kHz），立体声ADC动态范围达85dB（8kHz ≤ fS ≤ 48kHz），提供清晰、高质量的音频。

2.2 丰富的输入输出接口

• 麦克风输入：支持立体声数字麦克风输入和立体声模拟差分麦克风输入，满足不同类型麦克风的连接需求。
• 线路输入：立体声线路输入，可灵活连接外部音频源。
• 耳机放大器：立体声耳机放大器支持多种输出配置，包括差分、单端和无电容输出，适应不同的耳机负载。

2.3 灵活的时钟和滤波器配置

• 宽时钟范围：支持10MHz至60MHz的主时钟，适应不同的系统时钟需求。
• 可配置滤波器：立体声ADC和DAC路径提供用户可配置的语音频段或音频频段数字滤波器，满足不同音频处理需求。

2.4 其他特性

• 电池测量辅助ADC：可用于监测电池电压，方便设备进行电池管理。
• I2C接口：通过I2C 2线串行接口，可方便地控制音量、信号混合和一般操作模式。

三、应用场景

MAX9867适用于多种便携式消费设备，包括：

• 手机：为手机提供高质量的音频录制和播放功能，提升用户的音频体验。
• 便携式游戏设备：在游戏过程中提供清晰、逼真的音频效果，增强游戏的沉浸感。
• 便携式导航设备：为导航语音提供清晰的输出，确保用户能够准确接收导航信息。
• 便携式多媒体播放器：实现高质量的音频播放，满足用户对音乐、视频等多媒体内容的需求。
• 无线耳机：为无线耳机提供低功耗、高性能的音频编解码功能，延长耳机的续航时间。

四、电气特性

4.1 电源和电流

• 电源电压范围：PVDD、DVDD、AVDD为1.65V至1.95V，DVDDIO为1.65V至3.6V。
• 总电源电流：在不同工作模式下，如全双工8kHz单声道（语音模式）、DAC播放48kHz立体声（音频模式）等，模拟和数字部分的电源电流不同，具体数值可参考文档中的详细表格。
• 关机电源电流：关机状态下，模拟和数字部分的电源电流仅为1至5µA，进一步降低功耗。

4.2 DAC特性

• 动态范围：在48kHz采样率下，主模式或从模式的动态范围可达90dB，从模式为84dB。
• 满量程输出：差分模式下为1VRMS，无电容和单端模式下为0.56VRMS。
• 增益误差：直流精度相对于满量程输出的增益误差在1%至5%之间。
• 语音路径相位延迟：在不同采样率下，语音路径相位延迟不同，如8kHz采样率下为1.2ms，16kHz采样率下为0.59ms。
• 总谐波失真：在特定条件下，总谐波失真可达 -80dB。
• DAC衰减范围：为 -15dB至0dB。
• DAC增益调整：为0dB至 +18dB。
• 电源抑制比：在不同频率和电源电压变化下，电源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz频率下，电源抑制比分别为78dB、75dB和62dB。

4.3 ADC特性

• 动态范围：在8kHz采样率、IIR语音模式下为75至84dB，在8kHz至48kHz采样率、FIR音频模式下为85dB。
• 满量程输入：差分麦克风输入或立体声线路输入，在AVPRE = 0dB、AVPGAM = 0dB时为1VP - P。
• 增益误差：直流精度相对于满量程输出的80%的增益误差在1%至5%之间。
• 语音路径相位延迟：在不同采样率下，语音路径相位延迟不同，如8kHz采样率下为1.2ms，16kHz采样率下为0.61ms。
• 总谐波失真：在1kHz、8kHz采样率、TA = +25°C、0dBFS条件下，总谐波失真为 -81dB至 -70dB。
• ADC电平调整范围：为 -12dB至 +3dB。
• 电源抑制比：在不同频率和电源电压变化下，电源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz频率下，电源抑制比分别为85dB、80dB和80dB。

4.4 输出音量控制

• 线路输入到输出音量控制：通过VOLL/VOLR寄存器可实现不同的音量控制，音量控制步长根据不同的寄存器值有所不同。
• 输出音量控制静音衰减：在1kHz频率下，静音衰减可达100dB。

4.5 耳机放大器特性

• 输出功率：在不同负载和模式下，输出功率不同，如在16Ω负载、差分模式下，输出功率可达30至52mW；在32Ω负载、无电容模式下，输出功率为8至10mW。
• 总谐波失真 + 噪声：在不同负载、功率和模式下，总谐波失真 + 噪声不同，如在16Ω负载、25mW输出功率、1kHz频率下，差分模式的总谐波失真 + 噪声为 -76dB。
• 动态范围：在AVVOL = +6dB时，动态范围为76至90dB。
• 电源抑制比：在不同频率和电源电压变化下，电源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz频率下，电源抑制比分别为78dB、75dB和62dB。
• 输出偏移电压：在不同模式和音量下，输出偏移电压不同，如在AVVOL = -84dB、差分模式下，输出偏移电压为 ±0.2mV。
• 串扰：在不同模式和输出功率下，串扰不同，如在差分模式、POUT = 5mW、1kHz频率下，串扰为87dB。
• 电容驱动：在32Ω负载下，电容驱动能力为500pF。
• 咔嗒声和爆音水平：在不同模式下，咔嗒声和爆音水平不同，如在差分和无电容模式下，进入关机时的咔嗒声和爆音水平为 -80dBV，退出关机时为 -69dBV。

4.6 麦克风放大器特性

• 前置放大器增益：通过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：通过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频率下，共模抑制比为50dB。
• 麦克风输入电阻：在所有增益设置下，麦克风输入电阻为30至50kΩ。
• 总谐波失真 + 噪声：在不同前置放大器增益和输入电压下，总谐波失真 + 噪声不同，如在AVPRE = 0dB、VIN = 1VP - P、1kHz频率下，总谐波失真 + 噪声为 -80dB。
• 电源抑制比：在不同频率和电源电压变化下，电源抑制比不同，如在217Hz、1kHz和10kHz频率下，电源抑制比分别为85dB、80dB和80dB。

4.7 麦克风偏置特性

• 输出电压：在VAVDD = 1.8V、ILOAD = 1mA时，输出电压为1.5至1.55V。
• 负载调节：在ILOAD = 1mA至2mA时，负载调节为0.2至10V/A。
• 线路调节：在VAVDD = 1.65V至1.95V时，线路调节为10µV/V。
• 电源抑制比：在217Hz和10kHz频率下，电源抑制比分别为85dB和81dB。
• 噪声电压：A加权噪声电压为9.1µVRMS。

4.8 线路输入特性

• 满量程输入：在AVLINE = 0dB时，满量程输入为1.0VP - P。
• 线路输入电平调整范围：为 -6.5dB至 +24.5dB。
• 线路输入静音衰减：在1kHz频率下，静音衰减可达100dB。
• 输入电阻：在AVLINE = +24dB时，输入电阻为20kΩ。
• 总谐波失真 + 噪声：在VIN = 0.1VP - P、1kHz频率、差分输出时，总谐波失真 + 噪声为 -83dB。

4.9 辅助输入特性

• 输入直流电压范围：在AUXEN = 1时，输入直流电压范围为0至0.738V。
• 辅助输入电阻：在AUXEN = 1、0V ≤ AUXIN ≤ 0.738V时，辅助输入电阻为10至40MΩ。

4.10 插孔检测特性

• 阈值：在不同条件下，插孔检测阈值不同，如在JDETEN = 1、SHDN = 1时，JACKSNS的阈值为0.92 x MICBIAS至0.98 x MICBIAS。
• 上拉电流：在不同条件下，上拉电流不同，如在JDETEN = 1、SHDN = 1、JACKSNS = GND时，上拉电流为4µA。
• 上拉电压：在JDETEN = 1、JACKSNS、LOUTP时，上拉电压为AVDD。

4.11 数字侧音特性

• 侧音增益调整范围：在差分输出模式下，侧音增益调整范围为 -60dB至0dB。
• 语音路径相位延迟：在MIC输入到耳机输出、1kHz频率、HP滤波器禁用、8kHz采样率下，语音路径相位延迟为2.2ms。

4.12 输入时钟特性

• MCLK输入频率：为10至60MHz。
• MCLK输入占空比：在Prescaler = /1模式下为40%至60%，在/2或/4模式下为30%至70%。
• 最大MCLK输入抖动：最大允许的RMS抖动为100psRMS。
• LRCLK采样率范围：为8至48kHz。
• LRCLK PLL锁定时间：在快速锁定模式下为2至7ms