探索PCM67/69A：高性能18位音頻DAC的卓越之選

在音頻數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換的領(lǐng)域中，PCM67和PCM69A這兩款18位雙音頻DAC憑借其出色的性能和廣泛的適用性，成為了電子工程師們的熱門選擇。今天，我們就來(lái)深入探討一下這兩款DAC的特點(diǎn)、性能以及應(yīng)用。

文件下載：PCM69AP-KG4.pdf

一、PCM67/69A的特性亮點(diǎn)

1. 高分辨率與低失真

PCM67和PCM69A擁有18位的分辨率，能夠提供高精度的音頻轉(zhuǎn)換。在總諧波失真（THD）性能方面表現(xiàn)卓越，K級(jí)產(chǎn)品在滿量程（F/S）時(shí)THD低至0.0025%（–92dB），在–60dB時(shí)為1.0%（–40dB）。這種低失真特性確保了音頻信號(hào)的純凈度，為聽(tīng)眾帶來(lái)更真實(shí)的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

2. 高信噪比與低功耗

高信噪比（S/N）是衡量音頻DAC性能的重要指標(biāo)之一。PCM67/69A的典型S/N比達(dá)到110dB（IHF - A），能夠有效減少噪聲干擾，提升音頻質(zhì)量。同時(shí)，它們采用單+5V電源供電，典型功耗僅為75mW，具有出色的節(jié)能效果，適合各種對(duì)功耗有要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

3. 靈活的采樣與封裝

這兩款DAC具備16倍過(guò)采樣能力，能夠進(jìn)一步提升音頻的分辨率和質(zhì)量。在封裝方面，提供了節(jié)省空間的16引腳DIP或20引腳SOIC封裝，方便工程師根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。此外，它們的工作溫度范圍為–25°C至+85°C，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

二、技術(shù)原理與架構(gòu)

PCM67和PCM69A采用了一種新穎的架構(gòu)，結(jié)合了傳統(tǒng)的薄膜R - 2R梯形DAC、數(shù)字偏移技術(shù)、模擬校正以及先進(jìn)的一階噪聲整形一位DAC。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、最小的毛刺和低過(guò)零失真。

傳統(tǒng)的10位DAC通過(guò)激光微調(diào)，使每個(gè)位的權(quán)重達(dá)到18位線性度。而一位DAC的權(quán)重等于第10位，并采用一階噪聲整形器生成“位流”。為了減少傳統(tǒng)DAC的主要進(jìn)位誤差，PCM67/69A采用了偏移技術(shù)，當(dāng)數(shù)字輸入代碼為正時(shí)，從輸入代碼中減去第n位，并通過(guò)一位DAC切換一個(gè)等于第n位權(quán)重的偏移電流進(jìn)行補(bǔ)償。

三、關(guān)鍵性能指標(biāo)

1. 分辨率與動(dòng)態(tài)范圍

PCM67/69A的分辨率為18位，動(dòng)態(tài)范圍在–60dB相對(duì)于滿量程時(shí)達(dá)到106dB，能夠提供豐富的音頻細(xì)節(jié)和寬廣的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)。

2. 總諧波失真+噪聲（THD + N）

這是音頻DAC的關(guān)鍵指標(biāo)之一。PCM67/69A在不同的信號(hào)電平下都表現(xiàn)出較低的THD + N。例如，在991Hz、滿量程（0dB）、采樣頻率為352.8kHz時(shí)，不同等級(jí)的產(chǎn)品THD + N可達(dá)–86至–95dB。

3. 通道分離度

通道分離度在1kHz時(shí)達(dá)到106dB，能夠有效減少左右聲道之間的串?dāng)_，確保音頻的立體聲效果。

4. 增益誤差與增益失配

增益誤差定義為輸出電流跨度與理想跨度（1.2mA）的偏差，PCM67/69A的典型增益誤差為±3%。通道間的增益失配定義為左右聲道增益誤差的差值，典型值為±1%至±5%。

四、系統(tǒng)時(shí)鐘與邏輯時(shí)序

1. 系統(tǒng)時(shí)鐘要求

PCM67只能支持384Fs的相關(guān)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，如192Fs、96Fs；而PCM69A則能夠支持從48Fs到384Fs的任何系統(tǒng)時(shí)鐘，但需要滿足一定的時(shí)序條件。

2. 邏輯時(shí)序

串行數(shù)據(jù)位的傳輸在正位時(shí)鐘（BCK）邊緣觸發(fā)，串行到并行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻AC在字時(shí)鐘（WDCK）的下降沿發(fā)生，DAC輸出的變化與WDCK的下降沿同步。

五、安裝與應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 電源供應(yīng)

PCM67/69A只需+5V電源供電，模擬和數(shù)字電源應(yīng)在單點(diǎn)連接，以減少電源噪聲對(duì)輸出的影響。同時(shí)，應(yīng)使用電源去耦電容來(lái)提高電源抑制比。

2. 濾波電容要求

不同大小的去耦電容可用于減少周圍電路的噪聲拾取，所有電容應(yīng)盡可能靠近PCM67/69A的相應(yīng)引腳。

3. 接口控制功能

PCM67和PCM69A（SOIC封裝）支持16位L/R串行輸入和20位L/R并行輸入，而PCM67P和PCM69AP（DIP封裝）僅支持18位L/R串行輸入。

六、應(yīng)用場(chǎng)景

PCM67和PCM69A的低功耗、小尺寸和高性能使其適用于各種數(shù)字音頻應(yīng)用，如CD播放器、數(shù)字樂(lè)器和音頻DSP等。在CD播放器中，PCM67的數(shù)字偏移發(fā)生在第9位，非常適合高性能CD播放器的應(yīng)用；而PCM69A的數(shù)字偏移發(fā)生在第4位，是數(shù)字樂(lè)器和音頻DSP的理想選擇。

總之，PCM67/69A以其卓越的性能和靈活的應(yīng)用特性，為電子工程師在音頻DAC設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和設(shè)計(jì)要求，合理選擇和使用這兩款DAC，以實(shí)現(xiàn)最佳的音頻效果。你在使用類似DAC時(shí)遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。