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(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)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(biāo)。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(shè)備的理想選擇。今天，我們就來(lái)詳細(xì)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(yùn)用了TI增強(qiáng)型多級(jí)? - Σ架構(gòu)，通過(guò)噪聲整形和多級(jí)幅度量化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了卓越的動(dòng)態(tài)性能，并提高了對(duì)時(shí)鐘抖動(dòng)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(dòng)態(tài)范圍典型值可達(dá)98dB，在0dB時(shí)的總諧波失真加噪聲（THD + N）典型值為0.007%，能為用戶帶來(lái)高品質(zhì)的音頻體驗(yàn)。大家可以思考一下，這樣的性能指標(biāo)在實(shí)際音頻應(yīng)用中會(huì)有怎樣的表現(xiàn)呢？

低電壓?jiǎn)?a target="_blank">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(shí)，功耗僅為6mW，非常適合便攜式設(shè)備。

靈活的時(shí)鐘配置

系統(tǒng)時(shí)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(zhǎng)，具備左對(duì)齊、右對(duì)齊和I2S等數(shù)據(jù)格式，可選擇從機(jī)/主機(jī)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(yáng)聲器模式等功能。
• PCM1773硬件控制：支持左對(duì)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(wú)爆音電路設(shè)計(jì)

采用了無(wú)爆音電路，避免了在電源開(kāi)關(guān)過(guò)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(yīng)用領(lǐng)域

由于其低電壓、低功耗和高性能的特點(diǎn)，PCM1772和PCM1773廣泛應(yīng)用于便攜式音頻播放器、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）等設(shè)備，以及其他需要低電壓運(yùn)行的應(yīng)用場(chǎng)景。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

在使用過(guò)程中，需要注意器件的絕對(duì)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(huì)對(duì)器件造成永久性損壞，大家在設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)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(shí)鐘頻率在0.64MHz至19.2MHz之間，采樣時(shí)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(shí)鐘 = 256 (f{S}) 和24位數(shù)據(jù)、(R{L}=10kΩ) 的條件下，對(duì)器件的各項(xiàng)電氣參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，包括分辨率、動(dòng)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(shè)計(jì)電路時(shí)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(hào)混合輸入，BCK為串行位時(shí)鐘，DATA為串行音頻數(shù)據(jù)輸入，LRCK為左右時(shí)鐘等。了解這些引腳的功能，有助于我們正確地進(jìn)行電路連接和設(shè)計(jì)。

詳細(xì)工作原理

系統(tǒng)時(shí)鐘

PCM1772和PCM1773需要一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)字插值濾波器和多級(jí)? - Σ調(diào)制器。系統(tǒng)時(shí)鐘通過(guò)SCKI引腳輸入，不同的音頻采樣率對(duì)應(yīng)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要選擇低相位抖動(dòng)和噪聲的時(shí)鐘源，以確保器件的最佳性能。

電源開(kāi)關(guān)與復(fù)位

在電源上電時(shí)，需要將PD引腳從低電平設(shè)置為高電平，且在時(shí)鐘和電源滿足要求后，至少等待1ms才能進(jìn)行此操作。上電過(guò)程中，(V{OUT } L) 和 (V{OUT } R) 會(huì)從地電平逐漸上升；下電時(shí)，先將PD引腳從高電平設(shè)置為低電平，(V{OUT } L) 和 (V{OUT } R) 會(huì)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(shí)鐘，將DATA上的串行數(shù)據(jù)時(shí)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(shí)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(jī)和主機(jī)模式，而PCM1773僅支持從機(jī)模式。

音頻數(shù)據(jù)格式

PCM1772支持標(biāo)準(zhǔn)、I2S和左對(duì)齊等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)格式，PCM1773支持I2S和左對(duì)齊數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)格式可通過(guò)控制寄存器或FMT引腳進(jìn)行選擇，默認(rèn)數(shù)據(jù)格式為24位、左對(duì)齊、從機(jī)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?cè)谀M性能、功耗、時(shí)鐘配置和控制功能等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是在便攜式音頻設(shè)備還是其他低電壓應(yīng)用中，這兩款器件都能為工程師提供可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件，并嚴(yán)格按照其電氣特性和工作原理進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和良好性能。大家在使用這兩款器件時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。