Texas Instruments TLV320AIC3104-Q1低功耗立体声音频编解码器配有立体声耳机放大器以及多个输入和输出，其可在单端或全差分配置中编程。该器件具有广泛的基于寄存器的电源控制功能，可通过3.3V模拟电源实现低至14mW的立体声48kHz DAC播放，因此非常适合用于仪表板和音响主机系统中的汽车音频应用。

数据手册：*附件：Texas Instruments TLV320AIC3104-Q1低功耗立体声音频编解码器数据手册.pdf

TLV320AIC3104-Q1的录制路径包含集成麦克风偏置、数字控制立体声麦克风前置放大器和自动增益控制 (AGC)，在多个模拟输入中具有混合/多路复用器功能。录制过程中提供可编程滤波器，可在嘈杂和不可预测的环境中（例如应急呼叫系统激活时）消除可闻噪声。播放路径包括MIX/MUX功能（从立体声DAC和所选输入，经可编程音量控制至各路输出）。

特性

• 符合汽车应用标准
• 下列性能符合AEC-Q100标准：
  • 器件温度等级3：-40°C至105°C的环境运行温度范围
  • 器件人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 分类等级2
  • 器件充电器件模型 (CDM) ESD分类等级C6
• 立体声音频DAC
  • 信噪比：102dBA
  • 16、20、24或32位数据
  • 支持8kHz至96kHz采样率
  • 3D、低音、高音、EQ、去加重效果
  • 提供灵活的省电模式和性能
• 立体声音频ADC
  • 信噪比：92dBA
  • 支持8kHz至96kHz采样率
  • 录制期间可提供数字信号处理和噪声滤波功能
• 六个音频输入引脚
  • 一个单端输入立体声对
  • 一个全差分输入立体声对
• 六个音频输出驱动器
  • 全差分或单端立体声耳机驱动器
  • 全差分立体声线路输出
• 低功耗（14mW立体声，48kHz回放，采用3.3V模拟电源）
• 超低功耗模式，带无源模拟旁路
• 可编程输入/输出模拟增益
• 自动增益控制 (AGC)，用于记录
• 可编程麦克风偏置电平
• 用于灵活时钟生成的可编程PLL
• I^2^C控制总线
• 音频串行数据总线支持I^2^S、左/右对齐、DSP和TDM模式
• 各种模块化电源控制
• 电源
  • 模拟（2.7V至3.6V）
  • 数字内核（1.525V至1.95V）
  • 数字I/O（1.1V至3.6V）

简化框图

TLV320AIC3104-Q1汽车级低功耗音频编解码器技术解析

一、产品概述

TLV320AIC3104-Q1是德州仪器(TI)推出的一款专为汽车应用设计的高性能、低功耗立体声音频编解码器，符合AEC-Q100 Grade 2标准(-40°C至+105°C工作温度范围)。该器件集成了立体声ADC/DAC、可编程数字音频处理、多路输入输出接口以及灵活的时钟管理功能，主要面向车载信息娱乐系统、仪表集群、紧急呼叫(eCall)和远程信息处理控制单元等应用场景。

二、关键特性

1. 音频性能指标

• ‌DAC性能‌：102dB信噪比(SNR)，支持16/20/24/32位数据，采样率从8kHz到96kHz
• ‌ADC性能‌：92dB信噪比，同样支持8kHz-96kHz采样率
• ‌低功耗设计‌：立体声48kHz播放仅消耗14mW(3.3V模拟供电时)
• ‌超低功耗模式‌：支持被动模拟旁路模式，大幅降低功耗

2. 接口配置

• ‌6个音频输入引脚‌：包括1对单端输入和1对全差分输入
• ‌6个音频输出驱动器‌：包含全差分/单端立体声耳机驱动器和全差分立体声线路输出
• ‌控制接口‌：I2C控制总线
• ‌音频数据接口‌：支持I2S、左/右对齐、DSP和TDM模式

3. 汽车级特性

• AEC-Q100认证，HBM ESD等级2级(±2kV)，CDM ESD等级C6级(±1kV)
• 宽工作电压范围：模拟2.7-3.6V，数字核心1.525-1.95V，I/O 1.1-3.6V
• 32引脚VQFN封装(5mm×5mm)，适合空间受限的汽车应用

三、架构与功能模块

1. 模拟前端

器件包含两个独立可编程的模拟输入通道，每通道提供：

• 麦克风偏置电压(2V/2.5V/AVDD可编程)
• 可编程增益放大器(PGA)，增益范围0-59.5dB(0.5dB步进)
• 自动增益控制(AGC)功能，支持可编程攻击(8ms-1.408ms)和衰减时间(0.05s-22.4s)

2. 数字处理

• ‌ADC路径‌：集成数字降噪滤波和高通滤波功能
• ‌DAC路径‌：支持3D音效、低音/高音调节、均衡器和去加重处理
• ‌可编程滤波器‌：提供双二阶滤波器架构，系数完全可编程

3. 时钟管理

内置高灵活性PLL，支持：

• 输入时钟范围：512kHz至50MHz
• 支持从常见系统时钟(12MHz,13MHz,16MHz等)生成所有标准音频速率
• 可编程分频器，支持单倍速和双倍速音频模式

四、典型应用设计

1. 系统连接示意图

典型的车载音频系统连接包括：

• 主处理器通过I2C配置器件，I2S接口传输音频数据
• 麦克风输入可通过单端或差分方式连接
• 线路输出可直接驱动耳机或连接外部功率放大器
• 支持与TI的TPA3111D1-Q1等汽车级音频功放配套使用

2. 电源设计建议

• 建议上电顺序：先IOVDD，再AVDD/DRVDD，最后DVDD
• 每个电源引脚需布置0.1μF去耦电容，靠近器件放置
• 模拟和数字地应分开布局，在单点连接

3. PCB布局要点

• 热焊盘必须连接到DRVSS并良好焊接
• 差分音频信号建议走差分线以获得更好抗噪性
• 关键模拟信号远离数字线路和高频时钟

五、寄存器配置要点

TLV320AIC3104-Q1通过I2C接口访问两页共256个寄存器实现全面控制：

1. ‌时钟配置‌：需正确设置PLL参数(Page0 Reg3-6)和采样率分频(Page0 Reg2)
2. ‌路径控制‌：通过Page0 Reg7选择数据路径，Reg41配置DAC输出路由
3. ‌增益设置‌：ADC PGA增益(Page0 Reg15-16)，输出驱动电平(Page0 Reg51等)
4. ‌效果控制‌：数字滤波器系数(Page1 Reg1-52)和3D效果(Page1 Reg53-54)

六、汽车应用优势

1. ‌可靠性‌：通过AEC-Q100认证，满足汽车电子严苛环境要求
2. ‌集成度‌：单芯片实现完整音频链，减少外部元件数量
3. ‌灵活性‌：支持多种音频接口格式和时钟方案，易于系统集成
4. ‌低功耗‌：多种省电模式，特别适合常电运行的紧急呼叫系统