PCM1604和PCM1605：6通道24位音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在音頻處理領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的性能對于音質(zhì)的呈現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。PCM1604和PCM1605作為Burr - Brown公司推出的6通道24位音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以其卓越的性能和豐富的功能，為音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。不過需要注意的是，這兩款產(chǎn)品不推薦用于新設(shè)計(jì)。

文件下載：PCM1604Y.pdf

一、產(chǎn)品概述

PCM1604和PCM1605是CMOS單片集成電路，采用小型QFP - 48封裝，集成了六個(gè)24位音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器及相關(guān)支持電路。它們采用Burr - Brown的增強(qiáng)多級(jí)Δ - Σ架構(gòu)，運(yùn)用4階噪聲整形和8級(jí)幅度量化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了出色的信噪比性能和對時(shí)鐘抖動(dòng)的高容忍度。

二、產(chǎn)品特性

1. 高分辨率與兼容性

• 具備24位分辨率，可提供高精度的音頻轉(zhuǎn)換。
• 引腳與PCM1600、PCM1601兼容，方便進(jìn)行升級(jí)和替換。

2. 出色的模擬性能

• 動(dòng)態(tài)范圍典型值達(dá)105dB，信噪比典型值為104dB，總諧波失真加噪聲（THD + N）典型值為0.0018%，滿量程輸出典型值為3.1Vp - p。

3. 高效的數(shù)字濾波器

• 采用8倍過采樣插值濾波器，阻帶衰減為 - 82dB，通帶紋波為±0.002dB。

4. 靈活的采樣與數(shù)據(jù)格式

• 采樣頻率范圍為10kHz至200kHz，支持16、18、20和24位音頻數(shù)據(jù)。
• 支持標(biāo)準(zhǔn)、I2S和左對齊等多種數(shù)據(jù)格式。

5. 用戶可編程功能

• 數(shù)字衰減范圍為0dB至 - 63dB，步長為0.5dB。
• 具備軟靜音、零檢測靜音功能，零標(biāo)志可作為通用邏輯輸出。
• 支持?jǐn)?shù)字去加重和數(shù)字濾波器滾降選擇（尖銳或緩慢）。

6. 電源與邏輯特性

• 采用雙電源供電，+5V模擬電源和+3.3V數(shù)字電源。
• 數(shù)字邏輯輸入具有5V容限。

7. 多種封裝形式

• PCM1604采用LQFP - 48封裝，PCM1605采用MQFP - 48封裝。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

PCM1604和PCM1605廣泛應(yīng)用于多種音頻系統(tǒng)，包括：

• 集成A/V接收器
• DVD電影和音頻播放器
• HDTV接收器
• 汽車音頻系統(tǒng)
• 高端PC的DVD附加卡
• 數(shù)字音頻工作站
• 其他多通道音頻系統(tǒng)

四、技術(shù)規(guī)格

1. 電氣參數(shù)

在+25°C、+VCC = +5V、+VDD = +3.3V、系統(tǒng)時(shí)鐘 = 384fS（fS = 44.1kHz）和24位數(shù)據(jù)的條件下，各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)優(yōu)異。例如，分辨率為24位，THD + N在不同條件下有不同表現(xiàn)，動(dòng)態(tài)范圍、信噪比等也有明確的典型值。

2. 電源要求

• VDD電壓范圍為+3.0V至+3.6V，VCC電壓范圍為+4.5V至+5.5V。
• 不同采樣頻率下，電源電流和功耗有所不同。

3. 溫度范圍

• 工作溫度范圍為 - 25°C至+85°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 55°C至+125°C。

五、引腳分配與功能

1. 模擬輸出引腳

• 提供6個(gè)音頻信號(hào)電壓輸出引腳（V OUT 1 - V OUT 6），分別對應(yīng)不同的音頻通道。
• 還有兩個(gè)公共電壓輸出引腳（V COM 1和V COM 2），需通過10μF電容旁路到模擬地。

2. 數(shù)字輸入/輸出引腳

• 包括系統(tǒng)時(shí)鐘輸入（SCKI）、緩沖時(shí)鐘輸出（SCKO）、串行音頻數(shù)據(jù)輸入（DATA1 - DATA3）、串行控制接口引腳（MDI、MC、ML、RST、MDO）等。

3. 零數(shù)據(jù)標(biāo)志引腳

• 6個(gè)零數(shù)據(jù)標(biāo)志引腳（ZERO1 - ZERO6）和一個(gè)邏輯“與”的零數(shù)據(jù)標(biāo)志引腳（ZEROA），可作為通用輸出引腳。

六、系統(tǒng)時(shí)鐘與復(fù)位功能

1. 系統(tǒng)時(shí)鐘輸入

• 系統(tǒng)時(shí)鐘輸入（SCKI）用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字插值濾波器和多級(jí)Δ - Σ調(diào)制器。不同采樣頻率對應(yīng)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，使用時(shí)需選擇低相位抖動(dòng)和噪聲的時(shí)鐘源，如Burr - Brown的PLL1700多時(shí)鐘發(fā)生器。
• 當(dāng)采樣頻率為192kHz時(shí)，建議僅啟用兩個(gè)通道（V OUT 1和V OUT 2）以獲得最佳動(dòng)態(tài)性能。

2. 系統(tǒng)時(shí)鐘輸出

• 緩沖后的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出（SCKO）可工作在全速率（f SCKI ）或半速率（f SCKI / 2），通過控制寄存器9的CLKD位編程，CLKE位可啟用或禁用該輸出。

3. 復(fù)位功能

• 具有上電復(fù)位功能，系統(tǒng)時(shí)鐘輸入在VDD = 2.0V之前至少活躍一個(gè)時(shí)鐘周期，上電復(fù)位初始化需要1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。
• 還支持外部復(fù)位，通過RST引腳（低電平有效），復(fù)位初始化同樣需要1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。

七、音頻串行接口

1. 接口組成

由LRCK、BCK、DATA1、DATA2和DATA3組成5線同步串行端口。BCK為串行音頻位時(shí)鐘，用于將數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入到串行移位寄存器；LRCK為串行音頻左右字時(shí)鐘，用于將數(shù)據(jù)鎖存到內(nèi)部寄存器。

2. 時(shí)鐘同步要求

LRCK和BCK必須與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，理想情況下應(yīng)從系統(tǒng)時(shí)鐘輸入或輸出（SCKI或SCKO）派生。LRCK工作在采樣頻率（fS），BCK可工作在48或64倍采樣頻率。

3. 數(shù)據(jù)格式

支持標(biāo)準(zhǔn)、I2S和左對齊等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)格式，通過控制寄存器9的FMT[2:0]位選擇，默認(rèn)格式為24位標(biāo)準(zhǔn)格式，所有格式均要求二進(jìn)制補(bǔ)碼、MSB優(yōu)先的音頻數(shù)據(jù)。

八、串行控制接口

1. 接口功能

是一個(gè)4線同步串行端口，異步于串行音頻接口，用于對片上模式寄存器進(jìn)行編程和讀取。包括MDI（串行數(shù)據(jù)輸入）、MDO（串行數(shù)據(jù)輸出）、MC（串行位時(shí)鐘）和ML（控制端口鎖存時(shí)鐘）。

2. 寄存器操作

• 寫操作：使用16位數(shù)據(jù)字，通過設(shè)置R/W位為‘0’表示寫操作，IDX[6:0]設(shè)置寄存器索引，D[7:0]包含要寫入的數(shù)據(jù)。
• 單寄存器讀操作：R/W位設(shè)置為‘1’，使用Control Register 11的REG[6:0]位設(shè)置要讀取的寄存器索引。
• 自動(dòng)增量讀操作：通過設(shè)置Control Register 11的INC位為‘1’啟用，可順序讀取多個(gè)寄存器。

九、模式控制寄存器

PCM1604提供了豐富的用戶可編程功能，通過控制寄存器進(jìn)行設(shè)置。這些功能包括數(shù)字衰減控制、軟靜音控制、音頻數(shù)據(jù)格式控制、數(shù)字濾波器滾降控制等，每個(gè)功能都有相應(yīng)的復(fù)位默認(rèn)條件和寄存器索引。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇和配置PCM1604和PCM1605的各項(xiàng)參數(shù)和功能，以實(shí)現(xiàn)最佳的音頻性能。你在使用這兩款產(chǎn)品時(shí)，有沒有遇到過一些特殊的挑戰(zhàn)呢？又有哪些成功的經(jīng)驗(yàn)可以分享呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言交流。