CS43131 datasheet(3/156 Pages) CIRRUS

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DS1155F1

CS43131

Table of Contents

1 Pin Assignments and Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 40-Pin QFN (Top-Down, Through-Package View) . . . . . . . . . 4

1.2 42-Ball WLCSP (Top-down, Through-Package View) . . . . . . 5

1.3 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4 Electrostatic Discharge (ESD) Protection Circuitry . . . . . . . . 8

2 Typical Connection Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Characteristics and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Table 3-1. Parameter Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Table 3-2. Recommended Operating Conditions . . . . . . . . . . . 12

Table 3-3. Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Table 3-4. Analog Output Characteristics (HV_EN = 1)

. . . . . 13

Table 3-5. Analog Output Characteristics (HV_EN = 0)

. . . . . 15

Table 3-6. Wideband Flatness Mode Analog Output

Characteristics

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Table 3-7. Headphone Load Measurement . . . . . . . . . . . . . . . 18

Table 3-8. Alternate Headphone Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Table 3-9. Combined DAC Digital, On-Chip Analog and

HPOUTx Filter Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Table 3-10. Combined DAC Digital, On-Chip Analog and

HPOUTx Filter Characteristics (Wideband Flatness Mode) . . 21

Table 3-11. DAC High-Pass Filter (HPF) Characteristics . . . . . 21

Table 3-12. DSD Combined Digital and On-Chip Analog Filter

Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Table 3-13. Digital Interface Specifications and Characteristics 22

Table 3-14. CLKOUT Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Table 3-15. PLL Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Table 3-16. Crystal Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Table 3-17. Power-Supply Rejection Ratio (PSRR)

Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Table 3-18. DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 3-19. Power Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 3-20. Serial-Port Interface Characteristics . . . . . . . . . . . 24

Table 3-21. DSD Switching Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . 25

Table 3-22. I2C Slave Port Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2 Analog Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.3 Class H Amplifier Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.4 Alternate Headphone Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.5 Headphone Presence Detect and Output Load Detection . . 38

4.6 Clocking Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.7 Clock Output and Fractional-N PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.8 Filtering Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.9 Audio Serial Port (ASP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.10 DSD Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.11 DSD and PCM Mixing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4.12 Standard Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4.13 Control Port Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.14 Programmable Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

5 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.1 PLL Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.2 Power Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.3 Crystal Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.4 Alert Mixing Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

5.5 Enable/Disable Alternate Headphone Path (HPINx) . . . . . . 64

5.6 Headphone Power Down Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

5.7 Headphone Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5.8 Power-Down Sequence in External VCPFILT Mode . . . . . . 67

5.9 Enabling and Disabling NOS Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5.10 Sequence for Using PCM Invert Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

5.11 Sequences for Using the PCM Channel Swap Bit . . . . . . . 72

5.12 Sequences for Enabling and Disabling Mono Mode

for PCM Playback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.13 Example Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.14 Headphone Load Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

6 Register Quick Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.1 Global Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.2 PLL Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.3 ASP and XSP Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

6.4 DSD Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

6.5 Headphone and PCM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

6.6 Interrupt Status and Mask Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

7 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

7.1 Global Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

7.2 PLL Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

7.3 ASP and XSP Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

7.4 DSD Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

7.5 Headphone and PCM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

7.6 Interrupt Status and Mask Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

8 PCB Layout Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

8.1 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

8.2 Grounding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

8.3 HPREFA and HPREFB Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

8.4 QFN Thermal Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

9 Performance Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

9.1 Digital Filter Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

10 Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

10.1 40-Pin QFN Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

10.2 42-Ball WLCSP Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . 154

11 Thermal Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

12 Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

13 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

14 Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

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