Texas Instruments PCM1822立體聲通道音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 是一款高性能音頻ADC，支持對(duì)多達(dá)兩個(gè)模擬通道同時(shí)采樣。該器件支持單端、差分線(xiàn)路和麥克風(fēng)輸入，具有1VRMS滿(mǎn)量程信號(hào)。該器件集成了直流移除高通濾波器 (HPF)、鎖相環(huán) (PLL)，并支持高達(dá)192kHz采樣率。該器件支持I^2^S音頻格式或時(shí)分多路復(fù)用 (TDM)、可通過(guò)硬件引腳電平進(jìn)行選擇。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments PCM1822立體聲通道音頻ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments PCM1822支持音頻總線(xiàn)接口操作的主模式和從模式選擇。這些集成的高性能特性，加上可由3.3V單電源供電，使得該器件非常適合用于遠(yuǎn)場(chǎng)麥克風(fēng)錄制應(yīng)用中對(duì)成本敏感的空間受限音頻系統(tǒng)。PCM1822的額定工作溫度范圍為-40°C至+125°C，采用20引腳WQFN封裝。

特性

• 立體聲高性能ADC
  • 2通道模擬麥克風(fēng)或線(xiàn)路輸入
• ADC線(xiàn)路和麥克風(fēng)差分、單端輸入性能：
  • PCM1822動(dòng)態(tài)范圍
    • 117dB（動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器啟用）
    • 111dB（動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器禁用）
  • THD+N: –95dB
• 1VRMS滿(mǎn)量程輸入
• ADC采樣率 (f S ) = 8kHz至192kHz
• 硬件引腳控制配置
• 線(xiàn)性相位或低延遲濾波器選擇
• 靈活的音頻串聯(lián)數(shù)據(jù)接口
  • 主接口或從接口選擇
  • 32位、2通道TDM
  • 32位、2通道I^2^S
• 音頻時(shí)鐘丟失時(shí)自動(dòng)關(guān)斷
• 集成式高性能音頻PLL
• 3.3V單電源運(yùn)行
• 3.3V或1.8V I/O電源運(yùn)行
• 3.3V AVDD電源的功耗
  • 16kHz采樣率下為19.6mW/通道
  • 48kHz采樣率下為21.3mW/通道

功能框圖

高保真音頻ADC技術(shù)解析：基于PCM1822的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

一、PCM1822核心特性概述

PCM1822是德州儀器Burr-Brown?系列中的一款高性能立體聲通道音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，專(zhuān)為專(zhuān)業(yè)音頻系統(tǒng)和消費(fèi)電子設(shè)備設(shè)計(jì)。該器件具有以下突出特性：

• ?超寬動(dòng)態(tài)范圍?：支持117dB動(dòng)態(tài)范圍（DRE啟用時(shí)），111dB（DRE禁用時(shí)），THD+N低至-95dB
• ?靈活輸入配置?：支持兩路差分/單端模擬輸入，1VRMS全量程輸入
• ?寬采樣率范圍?：8kHz至192kHz可調(diào)采樣率，滿(mǎn)足不同音質(zhì)需求
• ?低功耗設(shè)計(jì)?：19.6mW/通道@16kHz，21.3mW/通道@48kHz
• ?集成高級(jí)功能?：包含動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器(DRE)、高通濾波器(HPF)和低抖動(dòng)PLL

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新解析

2.1 動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)技術(shù)(DRE)

PCM1822集成了創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)算法，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)幅度并自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部放大器增益，實(shí)現(xiàn)了117dB的超高動(dòng)態(tài)范圍。這項(xiàng)技術(shù)特別適合需要同時(shí)捕捉極微弱和極強(qiáng)信號(hào)的場(chǎng)景，如專(zhuān)業(yè)錄音室或現(xiàn)場(chǎng)演出錄制。

技術(shù)特點(diǎn)：

• 觸發(fā)閾值固定為-36dB輸入電平
• 最大增益調(diào)節(jié)范圍18dB
• 低延遲處理，避免可聞 artifacts
• 僅需通過(guò)MD1引腳硬件控制即可啟用

2.2 可配置數(shù)字濾波器

設(shè)備提供兩種數(shù)字抽取濾波器模式，可通過(guò)MD0引腳選擇：

1. ?線(xiàn)性相位濾波器?
   • 完美線(xiàn)性相位響應(yīng)（0°相位偏差）
   • 典型群延遲17.1個(gè)樣本@48kHz
   • 通帶波紋±0.05dB，阻帶衰減>73dB
2. ?低延遲濾波器?
   • 群延遲僅7.6個(gè)樣本@48kHz
   • 相位偏差<0.3°(0-0.365×fS)
   • 適合實(shí)時(shí)音頻處理應(yīng)用

2.3 高精度時(shí)鐘架構(gòu)

集成低抖動(dòng)PLL支持多種時(shí)鐘配置：

• 主/從模式可選(通過(guò)MSZ引腳)
• 支持256×fS或512×fS系統(tǒng)時(shí)鐘(主模式)
• 自動(dòng)檢測(cè)FSYNC和BCLK比率(從模式)
• 寬范圍時(shí)鐘兼容性(7.35kHz-192kHz)

三、音頻接口配置指南

3.1 接口模式選擇

通過(guò)FMT0引腳可選擇兩種數(shù)字音頻格式：

3.2 主從模式配置

四、性能優(yōu)化實(shí)踐

4.1 PCB布局建議

1. ?分區(qū)策略?：
   • 將模擬輸入?yún)^(qū)域與數(shù)字接口物理隔離
   • 使用完整地平面分隔敏感信號(hào)
2. ?走線(xiàn)規(guī)范?：
   • 差分對(duì)長(zhǎng)度匹配(±50mil公差)
   • 避免90°轉(zhuǎn)角，使用45°或圓弧走線(xiàn)
   • 關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)離高頻時(shí)鐘路徑
3. ?接地系統(tǒng)?：
   • 星型接地于熱焊盤(pán)下方
   • 避免數(shù)字電流流經(jīng)模擬地區(qū)域

4.2 系統(tǒng)集成技巧

• ?時(shí)鐘管理?：在從模式下，確保BCLK/FSYNC滿(mǎn)足t(BCLK)≥40ns時(shí)序要求
• ?電源時(shí)序?：停止時(shí)鐘后等待>10ms再下電，確保正常關(guān)機(jī)
• ?DRE啟用?：對(duì)于>48kHz采樣率應(yīng)用，需禁用DRE功能

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?智能音箱陣列?：
   • 多顆PCM1822組成遠(yuǎn)場(chǎng)拾音系統(tǒng)
   • 啟用DRE處理不同距離的聲源
   • TDM模式簡(jiǎn)化DSP接口設(shè)計(jì)
2. ?專(zhuān)業(yè)錄音設(shè)備?：
   • 192kHz采樣率捕捉高頻細(xì)節(jié)
   • 線(xiàn)性相位濾波器保持波形完整性
   • 低噪聲設(shè)計(jì)提升信噪比
3. ?會(huì)議系統(tǒng)?：
   • 低延遲模式減少語(yǔ)音傳輸延時(shí)
   • 自動(dòng)增益控制簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
   • 單3.3V供電降低功耗