NJU72097
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マイクカプセル用供給電源 感度調整機能付 2 線接続モノラルマイクアンプ
■ 特長
● 動作電源電圧 VDD = 2.7V to 16V
● 2線接続
● マイクカプセル用レギュレータ 1.6V typ.
● 電圧利得範囲 24dB to 40dB (外付け抵抗により設定)
● 単線式シリアルコントロール
-利得調整
-利得設定記憶機能
● 利得調整範囲 9dB ±3dB / 0.2dB step
● 最大出力電圧 1.5Vrms min.
● 入力換算雑音電圧 −112dBV typ.
● C-MOS構造
● パッケージ TVSP10
■ アプリケーション
● マイクロフォンモジュール
● ハンズフリーマイク
■ ブロック図
■ 概要
NJU72097はマイクカプセル用の電源、電圧利得調整部、
ラインアンプを内蔵したモノラルマイクアンプです。外付け抵 抗で電圧利得の設定をすることができます。また、その電圧 利得は実装後に微調整し、設定を記憶することが可能です。
NJU72097は正確な感度を必要とするECMやMEMSマ
イクロフォンを用いたマイクロフォンモジュールに最適です。
VS
RL LINE OUT
GND PREIN
VREG
Signal
ECM Capsule
LINEFB ROM
PROG
Filter Amplifier Line Amplifier Pre-Amplifier
REG
Filter
VREF VREF
FAFB FAOUT PREOUT
VDD
+9±3dB
CINL
RINL RFBL
RD RVREG
CVREG
CVREF VREF
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■ 端子配置図
端子番号 端子名 機能
1 PREOUT プリアンプ出力端子
2 FAFB フィルタアンプ帰還端子
3 FAOUT フィルタアンプ出力端子
4 LINEFB ラインアンプ帰還端子
5 LINEOUT ラインアンプ出力端子
6 GND グラウンド端子
7 VREF 基準電圧端子
8 PROG シリアルクロック入力端子
9 VREG マイクロフォンカプセル用電源出力端子
10 PREIN プリアンプ入力端子
■ 製品名構成
■ オーダーインフォメーション
製品名 パッケージ RoHS Halogen- Free
めっき
組成 マーキング 製品重量 (mg)
最低発注数量 (pcs)
NJU72097RB2 (TE1) TVSP10 ○ ○ Sn2Bi 72097 19 2000
NJU72097 RB2 (TE1)
品番 パッケージ テーピング仕様
1 10
6 5
TVSP10
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■ 絶対最大定格
項目 記号 定格 単位
電源電圧 VDD 18(1) V
最大入力電圧 Vimax 3.3 (2) V
消費電力 (Ta = 25°C)
PD
2-Layer
TVSP10 470 (3) mW
保存温度 Tstg −40 to 150 °C
ジャンクション温度 Tj 150 °C
(1) LINEOUT端子
(2) FAFB, LINEFB, PREIN端子
(3) 2-Layer: 基板実装時 76.2 mm × 114.3 mm × 1.6 mm (2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による。
■ 推奨動作条件
項目 記号 値 単位
電源電圧 VDD 2.7 to 16(1) V
動作温度 Topr −40 to 105 °C
(1) LINEOUT端子
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■ 電気的特性
(指定なき場合は VS = 8V, RL = 680Ω, RINF = RINL = 6.2kΩ, RFBF = 6.2kΩ, RFBL = 180kΩ, RD = 27kΩ, f = 1kHz, Ta = 25°C)
項目 記号 条件 最小 標準 最大 単位
DC特性 (指定なき場合は、Rg = 0Ω,No signal)
消費電流1 IDD1 4.2 4.8 5.4 mA
消費電流2 IDD2 VS = 4.7V, VREG = No load, LINEFB = 0V - 280 - μA
消費電流3 IDD3 RL = 0Ω - 24 32 mA
基準電圧 VREF FAFB, LINEFB端子 - 614 - mV
出力直流電圧 VOUT LINEOUT端子 - 4.7 - V
アンプ特性 (指定なき場合は、PREIN to LINEOUT)
PREIN入力抵抗 RiPRE - 15 - MΩ
Pre-Amplifier 標準電圧利得 Gvtyp VIN = 10mVrms, GAIN setting = 0×00 - 9 - dB
Pre-Amplifier 最大電圧利得 Gvmax VIN = 10mVrms, GAIN setting = 0×0F - 12 - dB
Pre-Amplifier 最小電圧利得 Gvmin VIN = 10mVrms, GAIN setting = 0×10 - 5.8 - dB
Filter-Amplifier Open loop電圧利得 AvFA RLFA = 2kΩ(1) - 75 - dB
Filter-Amplifier 利得帯域幅積 GBPFA RLFA = 2kΩ(1) - 1 - MHz
Filter-Amplifier 位相余裕 FA RLFA = 2kΩ(1) - 75 - deg
電圧利得 GV VIN = 10mVrms 37.3 38.3 39.3 dB 周波数特性 ΔGf f = 1kHz to 10kHz −0.5 0.0 0.5 dB 入力換算雑音電圧 VNI Weighted-A - −112 - dBV 全高調波歪率 THD VIN = 10mVrms, BW = 400Hz to 30kHz - 0.1 0.5 % 最大出力電圧 VOM THD = 3%, IVREG = 300μA 1.5 - - Vrms リップル除去比 RR VRIPPLE = 0.5Vrms 25 30 - dB レギュレータ特性 (指定なき場合は、No signal)
出力電圧 VVREG No load - 1.6 - V
出力電流 IVREG - 300 500 μA
フィルタ抵抗 RFILTER 0.8 1.1 1.4 kΩ
(1)Filter-Amplifier の全負荷抵抗
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■ 熱特性
パッケージ 記号 値 単位
ジャンクション - 周囲雰囲気間
θja
2-Layer
°C/W
TVSP10 266 (1)
(1) 2-Layer: 基板実装時 76.2 mm × 114.3 mm × 1.6 mm (2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による。
■ 消費電力-周囲温度特性例
0 100 200 300 400 500 600
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150 PowerDissipationPD[mW]
Ambient Temperature [°C]
TVSP10 Power Dissipation vs. Temperature
Topr= -40°C to 105°C, Tj= 150°C
On 2-Layer board
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■ テスト回路図
■ 応用回路図
VS
RL LINE OUT
GND PREIN
VREG
LINEFB ROM
Filter Amplifier Line Amplifier Pre-Amplifier
REG
VREF VREF
FAFB FAOUT PREOUT
VDD
+9±3dB
A
V
0.22uF 47kΩ 0.6V
S2
S1 VVREG IVREG V
VOUT IDD
680Ω
CINF 1µF
RINF
6.2kΩ RFBF 6.2kΩ CINL
1µF RINL
6.2kΩ RFBL 180kΩ RD 27kΩ VIN
CVREF VREF
PROG
VS
RL LINE OUT
GND PREIN
VREG
Signal
ECM Capsule
LINEFB ROM
PROG
Filter Amplifier Line Amplifier Pre-Amplifier
REG
Filter
VREF VREF
FAFB FAOUT PREOUT
VDD
+9±3dB
CINL
RINL RFBL
RD RVREG
CVREG
CVREF VREF
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■ シリアル制御部
注意) 指定外のデータを送信すると誤動作の原因となります。
シリアルBUSフォーマット 1byte コマンド
MSB LSB
P A Control Address E
3bit 1bit 8bit 2bit 2byte コマンド
MSB LSB MSB LSB
P A Control Address A Data E
3bit 1bit 8bit 1bit 8bit 2bit P: Preamble
A: Acknowledge Bit (ACK) E: End Mark
Control Address
モード Control Address
Hex Contents
MSB LSB
RESET 1 0 0 0 0 0 0 0 80(h) ROM値の再読み込みを行います
READ 1 0 0 0 0 0 0 1 81(h) 設定値をPROG端子に出力します
TEST 1 0 0 0 0 0 1 0 82(h) 設定値をRAMへ書き込み、設定します
WRITE 1 0 0 0 0 1 0 0 84(h) 設定値をROMに書き込みます
コントロールデータテーブル
<RESETモード>
シリアルBUSフォーマットにおけるDataは、不要です。1byteコマンドフォーマットを使用します。
<READモード>
MSB LSB
Data
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 Setting Data
<TESTモード、WRITEモード>
MSB LSB
Data
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Don’t Care Don’t Care Don’t Care GAIN
コントロールデータ初期値
電源投入時、NJU72097はROM値を読み込み設定されます。
ROMへの設定値書き込み前は、ROMのコントロールレジスタ初期値はオール”0”です。
MSB LSB
Data
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 0 0 0
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■ データ説明
GAIN: 5.8dBから12.0dB(0.2dB/step)を符号付5ビットのデータにより制御できます。
MSB LSB Data
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Don’t Care Don’t Care Don’t Care GAIN
< GAINデータ >
Data
D4 D3 D2 D1 D0 設定
1 0 0 0 0 +5.8dB
1 0 0 0 1 +6.0dB
1 0 0 1 0 +6.2dB
1 0 0 1 1 +6.4dB
1 0 1 0 0 +6.6dB
1 0 1 0 1 +6.8dB
1 0 1 1 0 +7.0dB
1 0 1 1 1 +7.2dB
1 1 0 0 0 +7.4dB
1 1 0 0 1 +7.6dB
1 1 0 1 0 +7.8dB
1 1 0 1 1 +8.0dB
1 1 1 0 0 +8.2dB
1 1 1 0 1 +8.4dB
1 1 1 1 0 +8.6dB
1 1 1 1 1 +8.8dB
0 0 0 0 0 +9.0dB ()
0 0 0 0 1 +9.2dB
0 0 0 1 0 +9.4dB
0 0 0 1 1 +9.6dB
0 0 1 0 0 +9.8dB
0 0 1 0 1 +10.0dB
0 0 1 1 0 +10.2dB
0 0 1 1 1 +10.4dB
0 1 0 0 0 +10.6dB
0 1 0 0 1 +10.8dB
0 1 0 1 0 +11.0dB
0 1 0 1 1 +11.2dB
0 1 1 0 0 +11.4dB
0 1 1 0 1 +11.6dB
0 1 1 1 0 +11.8dB
0 1 1 1 1 +12.0dB
()初期設定
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■ シリアルバス(PROG)制御
NJU72097はPROG端子による単線式シリアルインターフェイスを採用しています。H(High Level),M(Middle Level),L(Low
Level)の3ステート制御となっており、表1のようにデータ論理値はHとMに割り当てています。
表1 PROG端子の制御論理
制御信号 論理記号
PROG terminal
H Vprog [V] 1
M 1/2 Vprog[V] 0
L 0[V] -
PROG端子書き込み回路例
図1は書き込み回路例です。Tr1,Tr2によるバッファによりPROG端子を3ステート制御します。
Tr1よりOTP書き込み電流を供給するとともに、Hi-Z時にはRPULLUP_DATAとRPULLDOWN_DATAによりMレベルを生成し、表2の
ようにCLK,DATによりPROG端子が制御されます。
図1:書き込み回路例
表2 Control Address(C7 to C0)とData(D7 to D0)の制御論理
入力 制御信号
CLK DAT PROG terminal 論理記号
H H H: Vprog [V] 1
H L M: 1/2Vprog [V] 0
L H Prohibit -
L L L: Vprog [V] -
RPULLUP_DATA
3.9kΩ
RPULLDOWN_DATA
3.9kΩ EN NJU72097 DAT
Vprog Vprog
PROG Tr1
CLK Tr2
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■ シリアルバス(PROG) タイミング
NJU72097はPROG端子による単線式シリアルインターフェイスを採用しています。Preamble、Acknowledge (ACK)、Control
Address、Data、End Markで構成され、H(High Level),M(Middle Level),L(Low Level)の3値制御となっています。
図2上部にPROG端子の制御シーケンス図、下部に図1の書き込み回路例を用いた場合のDAT端子、CLK端子のシーケンス 図を示します。
図2:PROG端子制御シーケンス
待機状態
PROG端子 = L(0V) (CLK = L、DAT = L)の状態を2msec以上維持することで、NJU72097は待機状態になります。
Preamble
Hレベルのパルスを3パルス(P0, P1, P2)入力することにより、NJU72097はアクティブ状態となります。すると、図1における 内部回路のENがHとなり、PROG端子電圧が3.9kΩの内部抵抗でプルダウンされます。さらに、A0のタイミングでMレベル パルスを入力することで、PROG端子電圧は、M(約1/2Vprog [V])となります。
PROG端子電圧をMCUにて監視することで、NJU72097の動作状態を確認することができます。もし、エラーが生じた場合、
PROG端子電圧A0は、H(Vprog [V])となります。
Control Address
8bitのControl Address (C7 to C0)を入力することにより、NJU72097を制御します。
さらに、MレベルパルスACK A1を入力することで、PROG端子電圧A1は、M(約1/2Vprog [V])となります。もし、エラーが生 じた場合、PROG端子電圧A1は、H(Vprog [V])となります。
Data
NJU72097の内部レジスタに送信される8bitのシリアルデータ (D7 to D0)です。データ真理値表は表1、表2の通りです。
READモードの場合、PROG端子がMレベルとなる8bitのData (D7 to D0)パルス列を送信し、PROG端子電圧として現れる データ信号を読みだします。図1回路における制御論理と監視信号の関係を下記の表3に示します。
表3 READモードの場合のData(D7 to D0)の制御論理と監視信号
送信データ 読み出しデータ
CLK DAT PROG terminal voltage 論理記号
H L H: Vprog [V] 1
H L M: 1/2Vreg [V] 0
C7 C6 C5 A0
H
M
L
P0 P1 P2 C4 C3 D6 D5 D4 D3 D2 E1
Preamble ACK Control Address ACK Data End Mark
D1 D0
C2 C1 C0 A1 D7 E0
CLK
DAT
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End Mark
1byteコマンドではコントロールアドレスを送信後、2byte コマンドではDataを送信または受信後、
PROG端子電圧をMCUにて監視することで、通信が終了したことを確認することができます。Mレベルの信号を2パルス(E0, E1)入力することにより、PROG端子電圧はE0の時M(約1/2Vprog [V])、E1の時はH(Vprog [V])となります。もし、エラーが生 じた場合、他の値になります。
■ シリアルバス(PROG)のI/O段の特性
(指定なき場合は、VS = 8V, RL = 680Ω, RINF = RINL = 6.2kΩ, RFBF = 6.2kΩ, RFBL = 180kΩ, RD = 27kΩ, VPROG = 5V, RPULLUP_DATA
= 3.9kΩ, Ta = 25°C)
項 目 記号 最小 標準 最大 単位
High Level入力電圧 VIH 4.5 5.0 5.5 V
OTP書き込み時のHigh Level入力電圧 VIHW 4.8 5.0 5.2 V
Low Level入力電圧 VIL 0.0 - 0.3 V
Middle Level出力電圧 VO 2.25 - 2.75 V
OTP書き込み電流 IWRITE - - 100 mA
■ シリアルバス(PROG)のバス・ラインの特性
(指定なき場合は、VS = 8V, RL = 680Ω, RINF = RINL = 6.2kΩ, RFBF = 6.2kΩ, RFBL = 180kΩ, RD = 27kΩ, VPROG = 5V, RPULLUP_DATA
= 3.9kΩ, Ta = 25°C)
項 目 記号 最小 標準 最大 単位
クロック周波数 fPROG - 50 - kHz
立ち上がり時間 tR - - 1 μsec
OTP書き込み時の立ち上がり時間 tRH - - 300 nsec
立ち下り時間 tF - - 300 nsec
クロックパルス幅 tP 4.7 - 10.5 μsec
OTP書き込み時のHigh Levelクロックパルス幅 tHW 9.5 10.0 10.5 μsec
End MarkとPreamble間のバスフリータイム tBUF 2 - - msec
P1, P2 D7-D0
E1 P0 A0,A1,C7-C0 C7-C0
D7-D0,E0 tR
tF
tBUF
tP
tP tR
tP
tF
tP
tR
tP tF
tRH
tF
tHW
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■ アプリケーションノート
1. Vsの電源電圧範囲
Vsの推奨電圧値は次の通りです。
項目 記号 条件 最小 標準 最大 単位
供給電圧 VS - 8 - V
2. 電圧利得 2.1 Pre-Amplifier
GVP =9 [dB] 2.2 Filter Amplifier
GVP =20∙Log ൬RFBF
RINF൰ [dB] Ex. GVF =20∙Log ൬6.2k
6.2k൰=0 [dB]
2.3 Line Amplifier
GVL =20∙Log ൬RFBL
RINL൰ [dB] Ex. GVL =20∙Log ൬180k
6.2k൰ ≈29.3 [dB] VOUT = VREF ∙ ൬1 + RFBL
RD ൰ [V] Ex. VOUT =614m∙ ൬1+ 180k
27k൰ ≈ 4.7 [V]
2.4 NJU72097
GV = GVP + GVF + GVL = GVP +20∙Log ൬RFBF RINF ∙ RFBL
RINL൰ [dB]
Ex. GV =9 +20∙Log൬6.2k 6.2k ∙ 180k
6.2k൰ ≈38.3 [dB]
注意) RVREGは、1.1kΩを使用してください。2.2kΩは使用できません。
LINE OUT
GND
LINEFB ROM
Filter Amplifier Line Amplifier Pre-Amplifier
REG
VREF VREF
FAFB FAOUT
PREOUT
VDD
+9±3dB
680Ω
CINF 1µF
RINF 6.2kΩ
RFBF 6.2kΩ
CINL 1µF
RINL 6.2kΩ
RFBL 180kΩ
RD 27kΩ CVREF
VREF
PROG PREIN
VREG
ECM Capsule
RVREG CVREG
Signal VS
RL
IRF 22µF 1.1kΩ
0.22µF
8V
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Vs=8V
GND VVREG=1.6V Output Voltage Range: Vo
VLsat VHsat
VOUT 3. 出力電圧幅
3.1 最小ハイサイド飽和電圧 VHsat
IRF = VOUT
RFBL + RD ⋯ Current for feedback resistor RFBL, RD Ex. IRF = 4.7
180k +27k ≈23 [μA] VHsat = (IDD2 + IRF) ∙ RL[V]
Ex. VHsat = (280μ + 23μ) ∙680≈0.2 [V] 3.2 最小ローサイド飽和電圧 VLsat
VLsat ≈2.15 [V] (typ.) at Ta =25℃
3.3 出力電圧幅 VO
VO = VS - (VHsat + VLsat) [V]
Ex. VO =8 - (0.2 +2.15) =5.65 [VPP] ≈2.0 [Vrms]
図2 出力電圧幅
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■ 外形寸法図
■ フットパターン
TVSP10
Unit: mm
5 1
6 10
0 . 0 8
0 〜 10゚
0.5±0.1
0.127- 0. 03+ 0. 05 2.9 ±0.1
0.45 ±0.1 0.5
0.2 ±0.05
0.05 M 0
.1±0.050.75±0.1 1.0max
2.8±0.1 4.0±0.2
1.0
0.23 0.5
2.0
3.5
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■ 包装仕様 テーピング寸法
Fe e d d ir e c ti o n
B
A
W1
P 2 P 0
P1 φ D0
EF W
T
φ D1 T2
SYMBOL A B D0 D1 E F P0 P1 P2 T T2
W W1
DIMENSION 4.4 3.2 1.5 1.5 1.75±0.1 5.5±0.05 4.0±0.1 8.0±0.1 2.0±0.05 0.3±0.05 1.75 (MAX.) 12.0±0.3
9.5
REMARKS BOTTOM DIMENSION BOTTOM DIMENSION
THICKNESS 0.1max
+0.1 0 +0.1
0
リール寸法
A
W 1
E
C D
W
B
SYMBOL A B C D E W W1
DIMENSION φ254±2 φ100±1 φ 13±0.2 φ 21±0.8 2±0.5 13.5±0.5 2.0±0.2
テーピング状態
Feed direction
Sealing with covering tape
Empty tape Devices Empty tape Covering tape
more than 20pitch 2000pcs/reel more than 20pitch reel more than 1round
梱包状態
Label
Put a reel into a box Label
TVSP10
Unit: mm
Insert direction
(TE1)
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■ 推奨実装方法
リフロー温度プロファイル
■ 改訂履歴
日付 版数 変更内容
2020/12/7 Ver.1.0 新規リリース
a 温度上昇勾配 1 to 4°C/s b 予備加熱温度 150 to 180°C
予備加熱時間 60 to 120s c 温度上昇勾配 1 to 4°C/s d 実装領域A 温度
時間
220°C 60s以内 e 実装領域B 温度
時間
230°C 40s以内 f ピーク温度 260°C以下 g 冷却温度勾配 1 to 6°C/s 温度測定点: パッケージ表面
180°C 230°C
a b c
e
g 150°C
260°C
Room Temp.
f
220°C d
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【注意事項】
1. 当社は、製品の品質、信頼性の向上に努めておりますが、半導体製品はある確率で故障が発生することがあります。当社半 導体製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害等を生じさせることのないように、お客様の責任にお いてフェールセーフ設計、冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計等の安全設計を行い、機器の安全性の確保に十分留 意されますようお願いします。
2. このデータシートの掲載内容の正確さには万全を期しておりますが、掲載内容について何らかの法的な保証を行うものでは ありません。とくに応用回路については、製品の代表的な応用例を説明するためのものです。また、産業財産権その他の権 利の実施権の許諾を伴うものではなく、第三者の権利を侵害しないことを保証するものでもありません。
このデータシートに記載されている商標は、各社に帰属します。
3. このデータシートに掲載されている製品を、特に高度の信頼性が要求される下記の機器にご使用になる場合は、必ず事前に 当社営業窓口までご相談願います。
(ア) 航空宇宙機器 (イ) 海底機器
(ウ) 発電制御機器 (原子力、火力、水力等) (エ) 生命維持に関する医療装置
(オ) 防災 / 防犯装置
(カ) 輸送機器 (飛行機、鉄道、船舶等) (キ) 各種安全装置
4. このデータシートに掲載されている製品の仕様を逸脱した条件でご使用になりますと、製品の劣化、破壊等を招くことがあり ますので、なさらないように願います。仕様を逸脱した条件でご使用になられた結果、人身事故、火災事故、社会的な損害等 を生じた場合、当社は一切その責任を負いません。
5. ガリウムヒ素(GaAs)製品取り扱い上の注意事項 (対象製品:GaAs MMIC、フォトリフレクタ)
上記対象製品は、法令で指定された有害物のガリウムヒ素(GaAs)を使用しております。危険防止のため、製品を焼いたり、
砕いたり、化学処理を行い気体や粉末にしないでください。廃棄する場合は関連法規に従い、一般産業廃棄物や家庭ゴミと は混ぜないでください。
6. このデータシートに掲載されている製品の仕様等は、予告なく変更することがあります。ご使用にあたっては、納入仕様書の 取り交わしが必要です。