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）的性能起著關鍵作用。德州儀器的PCM1792A作為一款24位、192kHz采樣的高級段音頻立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，為眾多音頻應用提供了出色的解決方案。下面我們來詳細了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：PCM1792ADB.pdf

1. 特性亮點

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)非常精細的音頻量化。其模擬性能十分出色，動態(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 -132dB，4.5V rms立體聲模式下為 -129dB，2V rms立體聲模式下為 -127dB?？傊C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。

1.2 靈活的數(shù)字特性

它采用8倍過采樣數(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)時鐘支持128、192、256、384、512或768 fs ，并且具備自動檢測功能。該轉(zhuǎn)換器可以接受16、20和24位音頻數(shù)據(jù)，支持標準、I2S和左對齊的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接。

1.3 用戶可編程功能

通過SPI或I2C串行控制端口，用戶可以對PCM1792A進行多種功能的編程控制。例如，數(shù)字衰減范圍從0dB到 -120dB，步進為0.5dB；支持數(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輸出提供零標志等。

1.4 電源與封裝優(yōu)勢

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，適合空間有限的設計。

2. 應用領域廣泛

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

3. 技術細節(jié)剖析

3.1 系統(tǒng)時鐘與復位

PCM1792A需要一個系統(tǒng)時鐘來驅(qū)動數(shù)字插值濾波器和高級段DAC調(diào)制器。系統(tǒng)時鐘通過SCK輸入（引腳7），芯片具有自動檢測電路，可自動感知系統(tǒng)時鐘是否在128 fS到768 fS之間。在電源開啟時，當 (V_{DD} > 2V) ，芯片會啟動上電復位功能，初始化序列需要1024個系統(tǒng)時鐘周期。同時，還支持通過RST輸入（引腳14）進行外部復位，方便在特定應用場景下進行初始化操作。

3.2 音頻數(shù)據(jù)接口

• 音頻串行接口：采用3線串行端口，包括LRCK、BCK和DATA。BCK為串行音頻位時鐘，用于將DATA上的串行數(shù)據(jù)時鐘到音頻接口的串行移位寄存器；LRCK為串行音頻左右字時鐘。芯片要求LRCK和系統(tǒng)時鐘同步，但不要求特定的相位關系。
• PCM音頻數(shù)據(jù)格式：支持行業(yè)標準的音頻數(shù)據(jù)格式，如標準右對齊、I2S和左對齊，默認數(shù)據(jù)格式為24位I2S。所有格式都要求二進制補碼、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線或4線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，通過內(nèi)部模擬FIR濾波器進行帶外噪聲濾波。在DSD模式下，引腳功能會重新定義，通過設置控制寄存器中的DSD位來激活該模式。
• TDMCA接口：支持時分復用命令和音頻（TDMCA）數(shù)據(jù)格式，可通過單個串行接口實現(xiàn)與多個外部設備的控制和通信。

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)時鐘 = 256 fS ，24位數(shù)據(jù)的條件下，詳細的電氣參數(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。
• 動態(tài)性能：不同輸出模式和采樣頻率下，THD + N、動態(tài)范圍、信噪比和通道分離度等指標表現(xiàn)優(yōu)秀。

  4.2 絕對最大額定值

  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，設計時必須嚴格遵守，以避免損壞芯片。

5. 應用注意事項

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

總之，PCM1792A憑借其卓越的性能、豐富的功能和廣泛的適用性，為音頻硬件設計工程師提供了一個強大而可靠的工具。在實際設計中，工程師們需要充分考慮其特性和參數(shù)，以實現(xiàn)高質(zhì)量音頻系統(tǒng)的設計。大家在使用PCM1792A進行設計時，遇到過哪些有趣的問題或解決方案呢？歡迎在評論區(qū)分享。