德州儀器PCM1792A：24位音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在音頻設(shè)備不斷追求高質(zhì)量聲音的今天，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的性能起著關(guān)鍵作用。德州儀器的PCM1792A作為一款24位、192kHz采樣的高級(jí)段音頻立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，為眾多音頻應(yīng)用提供了出色的解決方案。下面我們來(lái)詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：PCM1792ADB.pdf

1. 特性亮點(diǎn)

1.1 高精度分辨率與卓越模擬性能

PCM1792A擁有24位分辨率，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精細(xì)的音頻量化。其模擬性能十分出色，動(dòng)態(tài)范圍在不同輸出條件下表現(xiàn)優(yōu)異，例如在9V rms單聲道模式下可達(dá) -132dB，4.5V rms立體聲模式下為 -129dB，2V rms立體聲模式下為 -127dB。總諧波失真加噪聲（THD + N）低至0.0004%，能夠有效還原純凈的音頻信號(hào)。

1.2 靈活的數(shù)字特性

它采用8倍過(guò)采樣數(shù)字濾波器，具有 -130dB的阻帶衰減和 ±0.00001dB的通帶紋波，可提供良好的濾波效果。采樣頻率范圍從10kHz到200kHz，系統(tǒng)時(shí)鐘支持128、192、256、384、512或768 fs ，并且具備自動(dòng)檢測(cè)功能。該轉(zhuǎn)換器可以接受16、20和24位音頻數(shù)據(jù)，支持標(biāo)準(zhǔn)、I2S和左對(duì)齊的PCM數(shù)據(jù)格式，還提供DSD格式接口，方便與各種音頻源和處理芯片對(duì)接。

1.3 用戶(hù)可編程功能

通過(guò)SPI或I2C串行控制端口，用戶(hù)可以對(duì)PCM1792A進(jìn)行多種功能的編程控制。例如，數(shù)字衰減范圍從0dB到 -120dB，步進(jìn)為0.5dB；支持?jǐn)?shù)字去加重、數(shù)字濾波器滾降（銳截止或慢截止）、軟靜音功能以及為每個(gè)輸出提供零標(biāo)志等。

1.4 電源與封裝優(yōu)勢(shì)

采用雙電源供電，5V模擬電源和3.3V數(shù)字電源，且數(shù)字輸入具有5V容限。它采用小巧的28引腳SSOP封裝，適合空間有限的設(shè)計(jì)。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

PCM1792A適用于多種音頻應(yīng)用場(chǎng)景，包括A/V接收器、SACD播放器、DVD播放器、HDTV接收器、汽車(chē)音頻系統(tǒng)、數(shù)字多軌錄音機(jī)等，凡是對(duì)24位音頻質(zhì)量有要求的應(yīng)用都可以考慮使用這款轉(zhuǎn)換器。

3. 技術(shù)細(xì)節(jié)剖析

3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘與復(fù)位

PCM1792A需要一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)字插值濾波器和高級(jí)段DAC調(diào)制器。系統(tǒng)時(shí)鐘通過(guò)SCK輸入（引腳7），芯片具有自動(dòng)檢測(cè)電路，可自動(dòng)感知系統(tǒng)時(shí)鐘是否在128 fS到768 fS之間。在電源開(kāi)啟時(shí)，當(dāng) (V_{DD} > 2V) ，芯片會(huì)啟動(dòng)上電復(fù)位功能，初始化序列需要1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。同時(shí)，還支持通過(guò)RST輸入（引腳14）進(jìn)行外部復(fù)位，方便在特定應(yīng)用場(chǎng)景下進(jìn)行初始化操作。

3.2 音頻數(shù)據(jù)接口

• 音頻串行接口：采用3線(xiàn)串行端口，包括LRCK、BCK和DATA。BCK為串行音頻位時(shí)鐘，用于將DATA上的串行數(shù)據(jù)時(shí)鐘到音頻接口的串行移位寄存器；LRCK為串行音頻左右字時(shí)鐘。芯片要求LRCK和系統(tǒng)時(shí)鐘同步，但不要求特定的相位關(guān)系。
• PCM音頻數(shù)據(jù)格式：支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的音頻數(shù)據(jù)格式，如標(biāo)準(zhǔn)右對(duì)齊、I2S和左對(duì)齊，默認(rèn)數(shù)據(jù)格式為24位I2S。所有格式都要求二進(jìn)制補(bǔ)碼、MSB優(yōu)先的音頻數(shù)據(jù)。
• 外部數(shù)字濾波器接口：支持由3線(xiàn)或4線(xiàn)同步串行端口組成的外部數(shù)字濾波器接口，可使用外部數(shù)字濾波器，如德州儀器的DF1704和DF1706、Pacific Microsonics的PMD200等。
• DSD格式接口：支持DSD格式接口操作，通過(guò)內(nèi)部模擬FIR濾波器進(jìn)行帶外噪聲濾波。在DSD模式下，引腳功能會(huì)重新定義，通過(guò)設(shè)置控制寄存器中的DSD位來(lái)激活該模式。
• TDMCA接口：支持時(shí)分復(fù)用命令和音頻（TDMCA）數(shù)據(jù)格式，可通過(guò)單個(gè)串行接口實(shí)現(xiàn)與多個(gè)外部設(shè)備的控制和通信。

4. 性能參數(shù)

4.1 電氣特性

在 (T{A}=25^{circ} C) ，(V{CC}1 = V{CC}2L = V{CC}2R = 5V) ，(f_{S}=44.1kHz) ，系統(tǒng)時(shí)鐘 = 256 fS ，24位數(shù)據(jù)的條件下，詳細(xì)的電氣參數(shù)如下：

• 分辨率：24位。
• 采樣頻率：PCM模式下為10 - 200kHz，DSD模式下為2.8224MHz。
• 動(dòng)態(tài)性能：不同輸出模式和采樣頻率下，THD + N、動(dòng)態(tài)范圍、信噪比和通道分離度等指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)秀。

  4.2 絕對(duì)最大額定值

  包括電源電壓、數(shù)字輸入電壓、模擬輸入電壓、輸入電流、環(huán)境溫度、存儲(chǔ)溫度、結(jié)溫、焊接引腳溫度和封裝溫度等參數(shù)都有明確的限制，設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守，以避免損壞芯片。

5. 應(yīng)用注意事項(xiàng)

PCM1792A可能會(huì)受到靜電放電（ESD）的損壞，因此在處理和安裝過(guò)程中，必須采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，如使用防靜電設(shè)備、保持工作環(huán)境的濕度等。同時(shí)，在選擇系統(tǒng)時(shí)鐘源時(shí)，為了獲得最佳性能，應(yīng)使用低相位抖動(dòng)和低噪聲的時(shí)鐘源，像德州儀器的PLL1700系列多時(shí)鐘發(fā)生器就是不錯(cuò)的選擇。

總之，PCM1792A憑借其卓越的性能、豐富的功能和廣泛的適用性，為音頻硬件設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大而可靠的工具。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要充分考慮其特性和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。大家在使用PCM1792A進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，遇到過(guò)哪些有趣的問(wèn)題或解決方案呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。