TC9488FG 東芝 CMOS デジタル集積回路 シリコン モノリシック TC9488FG カラオケ用デジタルエコーIC TC9488FG は、カラオケ用デジタルエコーIC です。 マイクアンプ、電子ボリュームを内蔵しており、1 チップでデジタ ルエコーシステムが構成できます。 特 長 • 2 ch ALC (オートレベルコントロール) 付きマイクアンプ、 AD/DA コンバータ、ディレイ用メモリ、電子ボリュームを内蔵 しています。 • 32 kHz サンプリング、12 bit 逐次比較型 AD/DA コンバータを 内蔵しています。 • ディレイ用メモリ (16 kbit DRAM) を内蔵し、128 ms (標準) の ディレイが可能です。 • マイクレベルとエコーレベルは内蔵している電子ボリュームで制御できます。DC 電圧で制御できるほか、MCU で シリアルに制御することもできます。 • システムクロックは、CR 発振回路で生成できます。 質量: 1.08 g (標準) TC9488FG: 3 線式インタフェースフォーマットに対応 • エコーの帰還量はアナログ回路で構成しており、帰還レベルを自由に設定できます。 • パッケージは、フラットパッケージ 30 ピンです。 端子接続図 1 2004-09-14 TC9488FG ブロック図 システムブロック図 2 2004-09-14 TC9488FG 端子説明 (注 1) 端子番号 記 号 I/O 機 能 説 明 備 考 1 VDD ― 2 CSCC I CR 発振器用コンデンサ接続端子 (C = 68 pF) 3 OSCR I CR 発振器用抵抗接続端子 (R = 5.6 kΩ) 5 VOL1 ( CS ) I VOLST = “H”レベルのとき、 CS 信号入力端子 VOLST = “L”レベルのとき、MIC1 ボリューム用 DC 制御端子 6 VOL2 (SCL) I VOLST = “H”レベルのとき、クロック入力端子 VOLST = “L”レベルのとき、MIC2 ボリューム用 DC 制御端子 オープン ドレイン出力 7 VOL3 (SDA) I VOLST = “H”レベルのとき、データ入力端子 VOLST = “L”レベルのとき、エコーボリューム用 DC 制御端子 オープン ドレイン出力 9 VRO ― 基準電圧端子 10 VREF ― 基準電圧端子 (1/2 VDD) 11 VDA ― アナログ用電源電圧端子 13 ALC1 I オートレベルコントロール用端子 1 14 MC1N I MIC1 帰還信号入力端子 15 MC1P I MIC1 信号入力端子 16 MC2P I MIC2 信号入力端子 17 MC2N I MIC2 帰還信号入力端子 18 ALC2 I オートレベルコントロール用端子 2 20 VSA ― アナログ用グランド端子 21 MCO O MIC 加算信号出力端子 22 PRIN I プリフィルタ用入力端子 23 ADIN I プリフィルタ出力信号および ADC 入力端子 25 DAOUT O ポストフィルタ用出力端子 26 VOLST I 電子ボリューム制御モード選択端子 “H”レベル: シリアル制御 (I2C バス/3 線式) “L”レベル: DC レベル制御 28 TEST I テスト端子。通常、“H”レベルに固定して使用します。 29 POOUT O マイクエコー信号出力端子 30 VSS ― デジタル用グランド端子 デジタル用電源電圧端子 注 1: TC9488FG は、4 番、8 番、12 番、19 番、24 番、27 番端子が NC ピンです。 通常、NC ピンはオープンで使用します。 3 2004-09-14 TC9488FG 動作説明 1. 発振回路 TC9488FG は、CR 発振回路で内部のシステムクロックを発生します。 コンデンサ容量値 (C) を 68 pF、抵抗値 (R) を 5.6 kΩ を接続することで、発振周波数は約 4 MHz になり、 このときのサンプリング周波数は 32 kHz になります。 外付けのコンデンサ容量値を変えることにより、システムクロックの発振周波数およびサンプリング周波数を 調整できます。また、システムクロックを可変することによりディレイ時間も調整できます。 図 1 に CR 発振回路を示します。 1.1 発振周波数 (f) の求め方 f [MHz] = 1532/(C [pF] × R [kΩ]) = 1532/(68 × 5.6) ≈ 4.0 MHz (注 2) 注 2: 発振周波数は標準値です。(Ta = 25°C 時) 抵抗値は、4.7 kΩ~6.8 kΩ の範囲内にしてください。 1.2 サンプリング周波数 (fs) の求め方 fs [kHz] = f/128 = 4.0/128 ≈ 32 kHz 図 1 CR 発振回路図 2. マイクアンプ ALC (オートレベルコントロール) 付きのマイクアンプを内蔵しています。 マイクアンプのゲインは標準で 36dB です。 ALC 回路は、入力信号が 0~−46dB の範囲で入力された場合に出力信号のレベルを制御することができます。ま た、ALC 回路に接続されている外付けのコンデンサを抵抗に変更することで、ALC 回路をオフにすることもで きます。 図 2 にマイクアンプ回路を示します。 C = 4.7 µF 時のアタックタイム、リリースタイムは、次のとおり です。 アタックタイム = 約 29 ms リリースタイム = 約 1.6 s コンデンサ C の容量値を小さくすることで、アタックタイム、リ リースタイムを調整できます。 また、ALC 回路を使用しない場合には、(*1) のコンデンサ C を 抵抗 (約 10 kΩ) にして GND に接続します。 電源投入時、コンデンサにチャージしている間は、音声が出力さ れませんので、4.7 µF 以下で使用してください。 図 2 ALC 付きマイクアンプ 4 2004-09-14 TC9488FG 3. AD/DA コンバータ、デジタルディレイ回路 AD/DA コンバータは 12 bit 逐次比較型で、システムクロックが 4 MHz で動作しているときのサンプリング周 波数は 32 kHz になります。 AD コンバータから入力されたアナログ信号は、12 bit のデジタルデータに変換されます。 デジタルディレイ回路では、12 bit の信号を 4 bit に圧縮してディレイ RAM に書き込み、読み出しを行います。 ディレイ RAM から読み出した 4 bit のデータを 12 bit に伸長します。 12 bit のデータは DA コンバータでアナログ信号に変換して出力されます。 ディレイ RAM メモリの領域は、4096 word × 4 bit です。 エコーのディレイ時間は、4096 × (1/32 kHz) = 128 ms となります。 図 3 にエコー回路のブロックを示します。 図 3 エコー回路ブロック図 5 2004-09-14 TC9488FG 4. 電子ボリューム マイク入力 1 (MIC1) とマイク入力 2 (MIC2) 用のボリューム、およびエコー用のボリュームを内蔵しています。 内蔵の電子ボリュームは 16 ステップで可変できます。 外付けの可変抵抗器により、DC レベルでボリューム制御できるほか、MCU からシリアルデータで制御するこ とができます。 TC9488FG は 3 線式フォーマットに対応しています。 4.1 シリアル制御タイミング シリアル制御のタイミングを図に示します。 図 4 シリアル制御タイミング 各ボリュームの設定ビットを表 1 に示します。 表 1 ボリューム設定ビット MODE DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0 VOL1 設定 M3 M2 M1 M0 0 0 0 0 VOL2 設定 M3 M2 M1 M0 0 1 0 0 VOL3 設定 M3 M2 M1 M0 1 0 0 0 VOL1, 2, 3 設定 M3 M2 M1 M0 1 1 0 0 M3, M2, M1, M0: ボリューム設定データ 6 2004-09-14 TC9488FG 4.2 マイクボリュームおよびエコーボリュームの設定 マイクボリュームの設定値と減衰量を表 2、エコーボリュームの設定値と減衰量を表 3 に示します。各ボ リュームの DC レベル設定時の電圧値は標準値です。 表 2 マイクボリューム (VOL1, VOL2) 減衰量 シリアルデータ設定 DC レベル設定 (V) 5.0 4.4 4.2 3.9 3.7 3.5 3.2 3.0 2.7 2.5 2.3 2.0 1.8 1.5 1.3 1.1 0.0 減衰量 (dB) M3 M2 M1 M0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 −2 0 0 1 0 −4 0 0 1 1 −6 0 1 0 0 −8 0 1 0 1 −10 0 1 1 0 −12 0 1 1 1 −14 1 0 0 0 −16 1 0 0 1 −18 1 0 1 0 −20 1 0 1 1 −22 1 1 0 0 −24 1 1 0 1 −26 1 1 1 0 −28 1 1 1 1 −∞ 表 3 エコーボリューム (VOL3) 減衰量 シリアルデータ設定 DC レベル設定 (V) 5.0 4.4 4.2 3.9 3.7 3.5 3.2 3.0 2.7 2.5 2.3 2.0 1.8 1.5 1.3 1.1 0.0 減衰量 (dB) M3 M2 M1 M0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 −1 0 0 1 0 −2 0 0 1 1 −3 0 1 0 0 −4 0 1 0 1 −5 0 1 1 0 −6 0 1 1 1 −7 1 0 0 0 −8 1 0 0 1 −9 1 0 1 0 −10 1 0 1 1 −11 1 1 0 0 −12 1 1 0 1 −13 1 1 1 0 −14 1 1 1 1 −∞ 7 2004-09-14 TC9488FG 最大定格 (Ta = 25°C) 項 目 記 号 定 格 単位 電 源 電 圧 VDD −0.3~6.0 V 入 力 電 圧 Vin −0.3~VDD + 0.3 V 許 容 損 失 PD 200 mW 動 作 温 度 Topr −25~85 °C 保 存 温 度 Tstg −55~150 °C 電気的特性 (特に指定のない場合、Ta = 25°C, VDD = 5.0 V) DC 項目 項 目 記 号 測定 回路 測 定 条 件 最小 標準 最大 単位 動 作 電 源 電 圧 VDD ― Ta = −25~85°C 4.5 5.0 5.5 V 動 作 電 源 電 流 IDD ― Fmck = 4 MHz ― 20 30 mA 数 Fmck ― fs = 32 kHz 標準 ― 4.0 ― MHz パ ワ ー オ ン リ セ ッ ト 電 圧 Vpor ― ― 4.0 4.25 V “ H ” レ ベ ル VIH ― VDD × 0.8 ― VDD “ L ” レ ベ ル VIL ― 0 ― VDD × 0.2 “ H ” レ ベ ル IIH ― ― ― 1.0 “ L ” レ ベ ル IIL ― −1.0 ― ― 最小 標準 最大 単位 動 入 入 作 力 力 周 電 波 圧 電 流 V µA ボリュームコントロール (VOLST = “L”時) 項 ヒ 入 ス 力 テ 記 号 測定 回路 圧 VH ― ― 0.12 ― V 幅 VST ― ― 0.26 ― V 目 リ ス シ テ ス ッ 電 プ 測 定 条 件 最 小 レ ベ ル 入 力 電 圧 VImin ― ― 1.1 0.8 V 最 大 レ ベ ル 入 力 電 圧 VImax ― 4.95 4.8 ― V 8 2004-09-14 TC9488FG AC 項目 マイクアンプ、ボリューム 項 マ イ 目 ク ア ン プ ゲ イ ン 記 号 測定 回路 測 定 条 件 最小 標準 最大 単位 MICG ― 1 kHz 正弦波入力、−50dBV 入 力(MCO で測定) 47.5 49.5 51.5 dBV −0.8 1.7 3.2 dBV A L C 動 作 時 出 力 VM ― 1 kHz 正弦波入力、−25dBV 入 力 A L C 非 動 作 時 最 大 入 力 VL ― 1 kHz 正弦波入力 ― −47.5 ― dBV A L C 動 作 時 最 大 入 力 1 VA1 ― 1 kHz 正弦波入力、ボリューム max 時の MCO 出力クリップ限 界値 ― −4.0 ― dBV A L C 動 作 時 最 大 入 力 2 VA2 ― 1 kHz 正弦波入力、マイクアン プ出力点のクリップ限界値 ― 6.5 ― dBV M C O P O O U T 出 力 ノ イ ズ 1 NO1 ― VOL1~3: min ― −90 −85 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 2 NO2 ― VOL1: max, VOL2: min, VOL3: min ― −63 −58 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 3 NO3 ― VOL1: min, VOL2: max, VOL3: min ― −64 −59 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 4 NO4 ― VOL1: min, VOL2: min, VOL3: max ― −65 −54 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 5 NO5 ― VOL1: max, VOL2: max, VOL3: min ― −60 −54 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 6 NO6 ― VOL1: max, VOL2: min, VOL3: min ― −62 −54 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 7 NO7 ― VOL1: min, VOL2: max, VOL3: max ― −62 −54 dBV P O O U T 出 力 ノ イ ズ 8 NO8 ― VOL1~3: max ― −59 −52 dBV 減 衰 量 ATT1 ― 1 レベル上との比 (最小レベルを除く) ― −2.0 ― dB 減 衰 量 ATT2 ― 1 レベル上との比 (最小レベルを除く) ― −1.0 ― dB ― 120 ― ― C = 47 µF 1 kHz 正弦波入 (注 3) 力、−20dBV C = 0.47 µF → −10dBV (注 3) ― 10 ― ― 1.6 ― ボ リ ュ ー ム 1 , 3 ボ リ ュ ー ム ア リ ッ リ タ ッ ー 2 ク ス タ タ イ イ ム ム TATK TRLS ― C = 47 µF 1 kHz 正弦波入 (注 3) 力、−10dBV C = 0.47 µF → −20dBV (注 3) ms s ― 0.15 ― 最小 標準 最大 単位 注 3: ACL 端子の外付けコンデンサ マイコンインタフェース (VOLST = “H”時) 記 号 測定 回路 インタフェースセットアップ時間 tIFS ― 0.25 ― ― µs シ フ ト ク ロ ッ ク “ L ” 期 間 幅 tL ― 0.25 ― ― µs シ フ ト ク ロ ッ ク “ H ” 期 間 幅 tH ― 0.25 ― ― µs デ ー タ セ ッ ト ア ッ プ 時 間 tDS ― 0.25 ― ― µs デ 間 tDH ― 0.25 ― ― µs インタフェースホールド時間 tIFH ― 1.0 ― ― µs tCSH ― 0.25 ― ― µs 項 CS ー 目 タ ホ “ ー ル H ” ド 時 期 間 幅 測 定 条 件 9 2004-09-14 TC9488FG AC 特性測定ポイント TC9488FG 3 線式バスインタフェース TC9488FG AC テスト回路図 10 2004-09-14 TC9488FG 外形図 質量: 1.08 g (標準) 11 2004-09-14 TC9488FG 当社半導体製品取り扱い上のお願い 030519TBA • 当社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、一般に半導体製品は誤作動したり故障することがあります。当 社半導体製品をご使用いただく場合は、半導体製品の誤作動や故障により、生命･身体･財産が侵害されることの ないように、購入者側の責任において、機器の安全設計を行うことをお願いします。 なお、設計に際しては、最新の製品仕様をご確認の上、製品保証範囲内でご使用いただくと共に、考慮されるべ き注意事項や条件について｢東芝半導体製品の取り扱い上のご注意とお願い｣、｢半導体信頼性ハンドブック｣など でご確認ください。 • 本資料に掲載されている製品は、一般的電子機器 (コンピュータ、パーソナル機器、事務機器、計測機器、産業用 ロボット、家電機器など) に使用されることを意図しています。特別に高い品質･信頼性が要求され、その故障や 誤作動が直接人命を脅かしたり人体に危害を及ぼす恐れのある機器 (原子力制御機器、航空宇宙機器、輸送機器、 交通信号機器、燃焼制御、医療機器、各種安全装置など) にこれらの製品を使用すること (以下 “特定用途” とい う) は意図もされていませんし、また保証もされていません。本資料に掲載されている製品を当該特定用途に使用 することは、お客様の責任でなされることとなります。 • 本資料に掲載されている製品は、外国為替および外国貿易法により、輸出または海外への提供が規制されている ものです。 • 本資料に掲載されている技術情報は、製品の代表的動作･応用を説明するためのもので、その使用に際して当社お よび第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 • 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