德州儀器PCM1772與PCM1773：低電壓立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在音頻設備設計領域，低電壓、低功耗且高性能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）一直是工程師們追求的目標。德州儀器（TI）的PCM1772和PCM1773兩款立體聲音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以其出色的性能和豐富的功能，成為了眾多便攜式音頻設備的理想選擇。今天，我們就來詳細探討一下這兩款器件。

文件下載：PCM1772RGAR.pdf

產(chǎn)品概述

PCM1772和PCM1773是CMOS單片集成電路，采用了小巧的TSSOP - 16和VQFN - 20封裝，內(nèi)部集成了立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器、線路輸出電路以及支持電路。它們的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器運用了TI增強型多級? - Σ架構(gòu)，通過噪聲整形和多級幅度量化技術，實現(xiàn)了卓越的動態(tài)性能，并提高了對時鐘抖動的容忍度。

產(chǎn)品特性

模擬性能卓越

在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 為2.4V的條件下，動態(tài)范圍典型值可達98dB，在0dB時的總諧波失真加噪聲（THD + N）典型值為0.007%，能為用戶帶來高品質(zhì)的音頻體驗。大家可以思考一下，這樣的性能指標在實際音頻應用中會有怎樣的表現(xiàn)呢？

低電壓單電源供電

支持1.6V至3.6V的單電源供電，且功耗極低。在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 為2.4V時，功耗僅為6mW，非常適合便攜式設備。

靈活的時鐘配置

系統(tǒng)時鐘支持128 (f{S})、192 (f{S})、256 (f{S}) 和384 (f{S}) ，采樣頻率范圍為5kHz至50kHz，能滿足不同音頻系統(tǒng)的需求。

豐富的控制功能

• PCM1772軟件控制：支持16、20、24位字長，具備左對齊、右對齊和I2S等數(shù)據(jù)格式，可選擇從機/主機模式，還提供數(shù)字衰減（0dB至 - 62dB，1dB/步）、44.1kHz數(shù)字去加重、零交叉衰減、數(shù)字軟靜音、單聲道模擬輸入混合以及單聲道揚聲器模式等功能。
• PCM1773硬件控制：支持左對齊和I2S數(shù)據(jù)格式，具備44.1kHz數(shù)字去加重和單聲道模擬輸入混合功能。

無爆音電路設計

采用了無爆音電路，避免了在電源開關過程中產(chǎn)生爆音，提升了音頻的穩(wěn)定性。

高電平容忍度

數(shù)字輸入輸出為CMOS兼容，所有邏輯輸入能耐受3.3V電壓，且內(nèi)部未端接。

應用領域

由于其低電壓、低功耗和高性能的特點，PCM1772和PCM1773廣泛應用于便攜式音頻播放器、手機、個人數(shù)字助理（PDA）等設備，以及其他需要低電壓運行的應用場景。

電氣特性

絕對最大額定值

在使用過程中，需要注意器件的絕對最大額定值，如電源電壓范圍為 - 0.3V至4V，工作溫度范圍為 - 40°C至125°C等。超出這些范圍可能會對器件造成永久性損壞，大家在設計時一定要嚴格遵守這些參數(shù)。

推薦工作條件

推薦的電源電壓范圍為1.6V至3.6V，數(shù)字輸入邏輯為CMOS，系統(tǒng)時鐘頻率在0.64MHz至19.2MHz之間，采樣時鐘范圍為5kHz至50kHz等。在這些條件下，器件能發(fā)揮出最佳性能。

電氣參數(shù)

在 (T{A}=25^{circ}C)、(V{CC 1}=V{CC 2}=2.4V)、(f{S}=44.1kHz)、系統(tǒng)時鐘 = 256 (f{S}) 和24位數(shù)據(jù)、(R{L}=10kΩ) 的條件下，對器件的各項電氣參數(shù)進行了詳細測試，包括分辨率、動態(tài)性能、直流精度、數(shù)字濾波器性能和模擬濾波器性能等。這些參數(shù)為工程師在設計電路時提供了重要的參考依據(jù)。

引腳分配與功能

不同封裝的PCM1772和PCM1773器件，其引腳分配有所不同，但主要引腳的功能基本一致。例如，AGND1和AGND2為模擬地，AIN為單聲道模擬信號混合輸入，BCK為串行位時鐘，DATA為串行音頻數(shù)據(jù)輸入，LRCK為左右時鐘等。了解這些引腳的功能，有助于我們正確地進行電路連接和設計。

詳細工作原理

系統(tǒng)時鐘

PCM1772和PCM1773需要一個系統(tǒng)時鐘來驅(qū)動數(shù)字插值濾波器和多級? - Σ調(diào)制器。系統(tǒng)時鐘通過SCKI引腳輸入，不同的音頻采樣率對應不同的系統(tǒng)時鐘頻率。在實際設計中，我們需要選擇低相位抖動和噪聲的時鐘源，以確保器件的最佳性能。

電源開關與復位

在電源上電時，需要將PD引腳從低電平設置為高電平，且在時鐘和電源滿足要求后，至少等待1ms才能進行此操作。上電過程中，(V{OUT } L) 和 (V{OUT } R) 會從地電平逐漸上升；下電時，先將PD引腳從高電平設置為低電平，(V{OUT } L) 和 (V{OUT } R) 會逐漸下降到地電平，這樣可以避免產(chǎn)生爆音。

音頻串行接口

該接口由3線同步串行端口組成，包括LRCK、DATA和BCK。BCK作為串行音頻位時鐘，將DATA上的串行數(shù)據(jù)時鐘輸入到音頻接口串行移位寄存器；LRCK作為串行音頻左右字時鐘，將串行數(shù)據(jù)鎖存到串行音頻接口內(nèi)部寄存器。PCM1772支持從機和主機模式，而PCM1773僅支持從機模式。

音頻數(shù)據(jù)格式

PCM1772支持標準、I2S和左對齊等行業(yè)標準音頻數(shù)據(jù)格式，PCM1773支持I2S和左對齊數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)格式可通過控制寄存器或FMT引腳進行選擇，默認數(shù)據(jù)格式為24位、左對齊、從機模式。

總結(jié)

德州儀器的PCM1772和PCM1773是兩款性能出色的低電壓立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它們在模擬性能、功耗、時鐘配置和控制功能等方面都具有顯著優(yōu)勢。無論是在便攜式音頻設備還是其他低電壓應用中，這兩款器件都能為工程師提供可靠的解決方案。在實際設計過程中，我們需要根據(jù)具體的應用需求，合理選擇器件，并嚴格按照其電氣特性和工作原理進行電路設計，以確保設備的穩(wěn)定運行和良好性能。大家在使用這兩款器件時，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的設計經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)分享。