WM8956：低功耗Hi - Fi DAC的卓越之選

在便攜式多媒體設備的音頻處理領域，Wolfson Microelectronics的WM8956低功耗立體聲DAC憑借其出色的性能和豐富的功能，成為了眾多工程師的首選。下面，我們就來深入了解一下這款芯片。

文件下載：WM8956CGEFL/RV.pdf

一、WM8956概述

WM8956專為便攜式多媒體應用而設計，具有低功耗、高品質立體聲的特點。其立體聲D類揚聲器驅動器在5V電源下，每通道可向8Ω負載提供1W的功率。低泄漏、出色的電源抑制比（PSRR）和爆音/咔嗒聲抑制機制，使其能夠直接連接電池供電，減少了組件數量和功耗。同時，靈活的揚聲器升壓設置可在最大化揚聲器輸出功率的同時，最小化其他模擬電源電流。

二、關鍵特性

1. 音頻性能

• 高信噪比和低失真：DAC信噪比（SNR）達99dB（‘A’加權），總諧波失真（THD）在48kHz、3.3V條件下為 - 87dB，確保了高質量的音頻輸出。
• 3D增強功能：提供數字3D增強選項，可人為增加左右聲道之間的分離度，提升音頻的空間感。

2. 揚聲器和耳機驅動

• D類揚聲器驅動：<0.1%的THD，每通道1W輸出到8ΩBTL揚聲器，效率高達87%（1W輸出），且具有靈活的內部開關時鐘。
• 耳機驅動：在3.3V下，可向16Ω負載輸出40mW功率，支持無電容模式，THD + N在20mW時為 - 70dB，SNR為99dB。

3. 輸入配置

集成了多達三個立體聲源的高度靈活輸入配置，包括完整的麥克風接口，無需單獨的麥克風、揚聲器或耳機放大器，大大減少了外部組件需求。

4. 低功耗設計

在2.7V / 1.8V電源下，耳機播放功耗僅16mW，且可通過軟件控制禁用未使用的功能以節省功耗。

5. 時鐘和采樣率

主時鐘可直接輸入或由板載PLL內部生成，支持8kHz - 48kHz的常用采樣率，為不同的音頻應用提供了靈活的時鐘方案。

三、引腳配置與訂購信息

1. 引腳配置

WM8956采用32引腳QFN（5x5x0.9mm）封裝，引腳涵蓋了模擬輸入輸出、電源、時鐘和控制等多種功能。例如，MICBIAS用于提供麥克風偏置電壓，LINPUT1 - 3和RINPUT1 - 3為模擬輸入引腳，可配置為不同的輸入模式。

2. 訂購信息

提供兩種訂購代碼，分別為WM8956CGEFL/V和WM8956CGEFL/RV，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，均為無鉛封裝，濕度敏感度等級為MSL3，峰值焊接溫度為260°C。

四、電氣特性

1. 模擬輸入

全量程輸入信號電平與AVDD成比例，不同輸入模式下有不同的電平要求。例如，單端輸入時為1.0Vrms，差分麥克風輸入時為0.5Vrms。輸入電阻在不同增益設置下有所不同，可根據實際需求進行調整。

2. 耳機輸出

0dB全量程輸出電壓為AVDD/3.3Vrms，靜音衰減在1kHz全量程信號下為86dB，聲道分離度在L/RINPUT3通過旁路到耳機輸出時為110dB。

3. 揚聲器輸出

輸出功率與THD密切相關，在不同的輸出功率和負載條件下，THD + N表現良好。例如，在PO = 1W、RL = 8Ω、SPKVDD1 = SPKVDD2 = 5V、AVDD = 3.3V時，THD + N為 - 70dB（0.032%）。

五、信號路徑與控制

1. 輸入信號路徑

WM8956有三個靈活的立體聲模擬輸入通道，可配置為線路輸入、差分麥克風輸入或單端麥克風輸入。輸入PGA和升壓混合器可通過寄存器位進行控制，以實現不同的增益和信號處理。

2. 輸出信號路徑

Hi - Fi DAC和DAC數字濾波器由寄存器位DACL和DACR啟用，混音器和輸出驅動器可單獨控制。DAC輸出信號可與模擬輸入信號混合，然后輸出到耳機或揚聲器。

3. 音量更新

為避免音量調整時產生爆音，WM8956提供了零交叉檢測功能。當啟用該功能時，PGA音量僅在零交叉發生時更新，同時還設有超時電路，確保在長時間無零交叉時也能自動更新音量。

六、應用信息

1. 推薦外部組件

在設計應用電路時，需要注意AGND和DGND應盡可能靠近WM8956連接，電源去耦電容應靠近芯片放置，選擇低ESR的電容以獲得最佳性能。

2. 揚聲器選擇

對于無濾波操作，應選擇具有適當內部電感的揚聲器，以確保揚聲器的截止頻率足夠低，防止揚聲器損壞。

3. PCB布局考慮

為了提高揚聲器驅動器的效率，應盡量減小WM8956與揚聲器之間的串聯電阻，同時可采用額外的無源濾波和/或屏蔽措施來降低電磁干擾（EMI）。

七、總結

WM8956以其出色的音頻性能、靈活的配置和低功耗設計，為便攜式多媒體設備的音頻處理提供了一個優秀的解決方案。無論是在移動多媒體、便攜式媒體播放器還是游戲控制臺等應用中，WM8956都能滿足工程師對高品質音頻的需求。在實際設計中，工程師需要根據具體的應用場景，合理配置芯片的各項參數，并注意外部組件的選擇和PCB布局，以充分發揮WM8956的性能優勢。你在使用WM8956的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。