德州儀器PCM1772/PCM1773：低電壓低功耗立體聲音頻DAC的卓越之選

在音頻設備設計領域，低電壓、低功耗且高性能的音頻數模轉換器（DAC）一直是工程師們追求的目標。德州儀器的PCM1772和PCM1773正是這樣兩款出色的產品，它們在便攜式音頻設備等應用中展現出了獨特的優勢。

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產品概述

PCM1772和PCM1773是CMOS單芯片集成電路，集成了立體聲數模轉換器、線路輸出電路以及支持電路，采用小巧的TSSOP - 16和VQFN - 20封裝。這兩款產品的數據轉換器運用了德州儀器增強型多級? - Σ架構，結合噪聲整形和多級幅度量化技術，實現了出色的動態性能，并且對時鐘抖動有更好的容忍度。

產品特性

1. 模擬性能卓越

在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 為2.4V的條件下，動態范圍典型值可達98dB，在0dB時的總諧波失真加噪聲（THD + N）典型值為0.007%，能為音頻輸出提供高保真的音質。

2. 寬電源電壓范圍與低功耗

支持1.6V至3.6V的單電源供電，在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 為2.4V時，功耗僅為6mW，非常適合便攜式設備。

3. 靈活的時鐘與采樣頻率

系統時鐘支持128 fS、192 fS、256 fS和 (384 f_{S}) ，采樣頻率范圍為5kHz至50kHz。

4. 豐富的控制方式

• PCM1772軟件控制：支持16、20、24位字長，提供左對齊、右對齊和I2S等數據格式，可選擇從模式或主模式，具備0dB至 - 62dB的數字衰減功能（1dB/步）、44.1kHz數字去加重、零交叉衰減、數字軟靜音、單聲道模擬輸入混合以及單聲道揚聲器模式等功能。
• PCM1773硬件控制：支持左對齊和I2S數據格式，具備44.1kHz數字去加重和單聲道模擬輸入混合功能。

  5. 無爆音電路與高耐受性

  采用無爆音電路設計，避免了開關機時的爆音問題。數字輸入和輸出與CMOS兼容，所有邏輯輸入可承受3.3V電壓。

電氣特性詳解

1. 工作頻率

采樣頻率范圍為5kHz至50kHz，系統時鐘頻率支持多種選項，工程師可以根據具體應用需求靈活選擇。

2. 數字輸入/輸出

輸入邏輯電平方面，(V{IH}) 為0.7 (V{CC1}) ，(V{IL}) 為0.3 (V{CC1}) 。輸出邏輯電平也有相應的規定，如 (V{OH}) 在 (I{OH}) 為 - 2mA時為0.7 (V{CC1}) ，(V{OL}) 在 (I{OL}) 為2mA時為0.3 (V{CC1}) 。

3. 動態性能

線路輸出的滿量程輸出電壓為0.77 (V_{CC2}) ，動態范圍和信噪比在EIAJ、A加權下典型值為98dB，THD + N在0dB時典型值為0.007%，聲道分離度典型值為80dB。

4. 直流精度

負載電阻典型值為10kΩ，增益誤差為 ± 2%（典型），聲道間增益失配為 ± 2%（典型），雙極性零誤差在BPZ時為 ± 30mV（典型）。

5. 數字與模擬濾波器性能

數字濾波器的通帶為0.454 (f{S}) ，阻帶為0.546 (f{S}) ，通帶波紋為 ± 0.04dB，阻帶衰減為 - 50 + 20/ (f_{S}) dB。模擬濾波器在20kHz時頻率響應為 ± 0.2dB。

引腳與功能

PCM1772和PCM1773的引腳功能根據不同的封裝類型有詳細的定義。例如，AGND1和AGND2為模擬地，AIN為單聲道模擬信號混合輸入，BCK為串行位時鐘，DATA為串行音頻數據輸入，LRCK為左右時鐘等。了解這些引腳功能對于正確使用這兩款產品至關重要，在設計電路時，我們需要根據具體的應用場景合理連接引腳。

應用設計要點

1. 系統時鐘與復位

系統時鐘通過終端16（SCKI）輸入，為數字插值濾波器和多級? - Σ調制器提供時鐘信號。在電源電壓 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 達到指定范圍，且穩定的時鐘信號（SCKI、BCK、LRCK）提供后，PD引腳必須從低電平變為高電平一次，以完成上電序列。在開關機過程中，嚴格按照規定的時序操作可以避免爆音的產生。

2. 音頻串行接口

音頻串行接口由1（LRCK）、2（DATA）和3（BCK）三個引腳組成，是一個3線同步串行端口。PCM1772的LRCK和BCK支持從模式和主模式，在不同模式下，它們的輸入輸出特性有所不同。在設計時，需要根據系統的整體架構選擇合適的模式，并確保時鐘信號的同步性。

3. 數據格式與控制

PCM1772支持標準、I2S和左對齊等行業標準音頻數據格式，PCM1773支持I2S和左對齊數據格式。數據格式通過控制寄存器或特定引腳進行選擇。PCM1773通過硬件控制實現數字功能，如數據格式選擇、去加重控制和模擬混合控制；PCM1772則通過軟件控制實現更多可編程功能，如軟靜音控制、數字衰減設置、過采樣率控制等。

4. 模擬輸入輸出

• 線路輸出：具有兩個獨立的線路輸出放大器，輸出能力可驅動最小10kΩ的負載。
• 單聲道輸出：PCM1772可通過控制寄存器03的RINV位實現單聲道輸出，在電源上下電序列中，建議將RINV位設置為0以減少爆音。
• 模擬輸入：AIN為模擬輸入引腳，可通過AMIX位（PCM1772）或AMIX終端（PCM1773）實現與線路輸出的內部混合。使用時需注意輸入信號的帶寬限制和電壓范圍，避免輸出信號過載。
• (V_{COM}) 輸出：(V_{COM}) 為去耦用的無緩沖共模電壓輸出終端，需連接一個10 - μF的電容，電容值過小可能會在電源操作過程中產生爆音。

應用場景

PCM1772和PCM1773適用于多種需要低電壓操作的音頻應用場景，如便攜式音頻播放器、手機、PDA等。它們的低功耗特性可以延長設備的電池續航時間，而優秀的音頻性能則能為用戶帶來高品質的聽覺體驗。

在實際應用中，工程師需要根據具體的需求和設計要求，合理選擇PCM1772或PCM1773，并嚴格按照數據手冊中的規定進行電路設計和參數設置，以充分發揮這兩款產品的性能優勢。同時，我們也需要不斷關注產品的最新動態和改進，以便在未來的設計中更好地應用這些先進的音頻技術。你在使用PCM1772或PCM1773的過程中遇到過哪些問題呢？又有哪些獨特的設計經驗可以分享呢？歡迎在評論區留言交流。