德州儀器PCM1850A/1851A：高性能立體聲A/D轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在音頻處理領(lǐng)域，一款高性能的A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)于確保音頻質(zhì)量至關(guān)重要。德州儀器的PCM1850A/1851A就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，它集多種強(qiáng)大功能于一身，為音頻應(yīng)用提供了出色的解決方案。

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產(chǎn)品概述

PCM1850A/1851A是一款高性能、低成本的單芯片立體聲模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，擁有單端模擬前端，包含6路立體聲輸入多路復(fù)用器和寬范圍可編程增益放大器（PGA）。它采用高度先進(jìn)的CMOS工藝制造，封裝為小巧的32引腳TQFP，適用于各種對(duì)成本敏感且對(duì)性能有要求的DVD/CD/MD記錄器和接收器應(yīng)用。

關(guān)鍵特性

1. 多路復(fù)用器和可編程增益放大器（PGA）

• 輸入通道：具備6×2通道單端輸入，提供了豐富的輸入選擇。
• 最大輸入電平：可達(dá)2.4V rms，能適應(yīng)不同強(qiáng)度的音頻信號(hào)。
• 輸入電阻：最小為50kΩ，確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。
• PGA增益：范圍在11dB至 - 11dB之間，步長(zhǎng)為0.5dB，可靈活調(diào)整信號(hào)增益。

2. 24位Delta - Sigma立體聲A/D轉(zhuǎn)換器

• 抗混疊濾波器：包含過(guò)采樣抽取濾波器，過(guò)采樣頻率為×64，通帶紋波僅為±0.05dB，阻帶衰減達(dá) - 65dB，有效減少信號(hào)失真。
• 片上高通濾波器：在48kHz時(shí)為0.91Hz，可去除輸入信號(hào)的直流分量。

3. 高性能指標(biāo)

• 總諧波失真加噪聲（THD + N）：典型值為0.0023%，確保音頻信號(hào)的高保真度。
• 信噪比（SNR）：典型值為101dB，提供清晰的音頻信號(hào)。
• 動(dòng)態(tài)范圍：典型值為102dB，能捕捉到更廣泛的音頻信號(hào)范圍。

4. PCM音頻接口

• 模式選擇：支持主/從模式，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求靈活切換。
• 數(shù)據(jù)格式：支持24位左對(duì)齊、24位I2S、16位和24位右對(duì)齊等多種數(shù)據(jù)格式。
• 控制方式：PCM1850A通過(guò)SPI控制，PCM1851A通過(guò)I2C控制，方便與不同的系統(tǒng)進(jìn)行集成。
• 采樣率：范圍為16 - 96kHz，滿足多種音頻采樣需求。
• 系統(tǒng)時(shí)鐘：支持256 fs、384 fs、512 fs、768 fs等多種時(shí)鐘頻率。

5. 電源供應(yīng)

采用雙電源供電，模擬部分為5V，數(shù)字部分為3.3V，確保不同電路的穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)用領(lǐng)域

PCM1850A/1851A適用于多種音頻相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景，如DVD/HDD/DVD + HDD記錄器、AV放大器接收器、CD記錄器、MD記錄器、多軌記錄器以及電子樂(lè)器等。

詳細(xì)技術(shù)解析

1. 系統(tǒng)時(shí)鐘

PCM1850A/1851A支持256 fs、384 fs、512 fs和768 fs作為系統(tǒng)時(shí)鐘，系統(tǒng)時(shí)鐘需從SCKI（引腳7）輸入。在從模式下，芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘檢測(cè)電路可自動(dòng)識(shí)別時(shí)鐘頻率；在主模式下，需通過(guò)串行端口進(jìn)行模式控制來(lái)選擇系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。不過(guò)，768 fs系統(tǒng)時(shí)鐘在主模式或從模式下的fs = 88.2kHz和96kHz時(shí)不可用。系統(tǒng)時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)分頻為128 fs和64 fs，分別用于數(shù)字濾波器和Delta - Sigma調(diào)制器的運(yùn)行。

2. 上電復(fù)位序列

芯片具有內(nèi)部上電復(fù)位電路，當(dāng)電源電壓（VDD）超過(guò)2.2V（典型值）時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行初始化（復(fù)位）。在VDD < 2.2V（典型值）以及VDD > 2.2V（典型值）后的1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘內(nèi)，芯片處于復(fù)位狀態(tài)，數(shù)字輸出被強(qiáng)制為零。復(fù)位狀態(tài)釋放后，經(jīng)過(guò)4500/f的時(shí)間，數(shù)字輸出才有效。上電復(fù)位釋放時(shí)，芯片不需要系統(tǒng)時(shí)鐘。

3. 模擬前端

PCM1850A/1851A的模擬前端電路包含多路復(fù)用器和PGA，輸入選擇和PGA增益可通過(guò)串行端口進(jìn)行模式控制。在通道和增益切換時(shí)，可能會(huì)在音頻信號(hào)中產(chǎn)生爆音或其他意外的瞬態(tài)響應(yīng)，因此建議在數(shù)字域進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理以控制瞬態(tài)。該模擬前端僅允許通過(guò)輸入電容進(jìn)行交流輸入，禁止直流輸入，并且建議VIN XX引腳的信號(hào)源電阻小于1kΩ。未選中的通道輸入通過(guò)電阻（典型值為57kΩ）連接到VREFS（= 0.5VCC）。芯片通過(guò)MOUTL/R引腳（引腳12和11）監(jiān)控多路復(fù)用器輸出，這些引腳的負(fù)載必須交流耦合且不小于10kΩ，滿量程輸出電平典型值為0.6VCC。

4. 串行音頻數(shù)據(jù)接口

PCM1850A/1851A通過(guò)BCK（引腳2）、LRCK（引腳1）和DOUT（引腳3）與音頻系統(tǒng)進(jìn)行接口。支持主/從模式，可通過(guò)串行端口的模式控制進(jìn)行選擇。在主模式下，芯片為串行音頻數(shù)據(jù)通信提供時(shí)序；在從模式下，芯片從外部控制器接收數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序。

總結(jié)

PCM1850A/1851A憑借其豐富的功能、高性能指標(biāo)和靈活的配置，為音頻處理應(yīng)用提供了可靠的解決方案。無(wú)論是在音頻記錄設(shè)備還是電子樂(lè)器等領(lǐng)域，都能發(fā)揮出出色的性能。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，不妨考慮這款優(yōu)秀的A/D轉(zhuǎn)換器，它有望為產(chǎn)品帶來(lái)更高的音頻質(zhì)量和更好的用戶體驗(yàn)。你在使用類似的A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。