PCM1728：24位、96kHz采樣CMOS Delta - Sigma立體聲音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器

在數(shù)字音頻領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的性能至關(guān)重要。PCM1728作為一款專為中高端數(shù)字音頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的DAC，具備出色的性能和豐富的功能。下面我們就來詳細(xì)了解一下PCM1728。

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產(chǎn)品特性

性能參數(shù)

• 采樣頻率與輸入數(shù)據(jù)：PCM1728的采樣頻率（(f_{s})）范圍為16kHz - 96kHz，可輸入16 - 24位的音頻數(shù)據(jù)，能滿足不同音頻應(yīng)用的需求。
• 高性能指標(biāo)：總諧波失真加噪聲（THD + N）低至 - 96dB，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)106dB，信噪比（SNR）同樣為106dB，模擬輸出范圍為0.62 x (V_{CC})（Vp - p），這些指標(biāo)保證了音頻的高質(zhì)量輸出。
• 數(shù)字濾波器：采用8倍過采樣數(shù)字濾波器，阻帶衰減為 - 82dB，通帶波紋為 ± 0.002dB，有效提升了音頻的質(zhì)量。
• 多功能特性：具備數(shù)字去加重、軟靜音、零標(biāo)志等功能，還支持 + 5V單電源供電，方便實(shí)際應(yīng)用。

規(guī)格參數(shù)

電氣特性

在 + 25°C、(+V{CC}=+V{DD}=+5V)、(f{S}=44.1kHz) 以及24位輸入數(shù)據(jù)、(SYSCLK = 384f{S}) 的條件下，PCM1728展現(xiàn)出一系列穩(wěn)定的電氣特性。例如，輸入邏輯電平、輸出邏輯電平、輸出上升時(shí)間、下降時(shí)間、占空比等都有明確的參數(shù)范圍。

動(dòng)態(tài)性能

不同采樣頻率下，PCM1728的動(dòng)態(tài)性能表現(xiàn)出色。如在96kHz采樣頻率下，動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)103dB；在44.1kHz采樣頻率下，THD + N低至 - 94dB等。

數(shù)字濾波器性能

通帶、阻帶、通帶波紋、阻帶衰減等參數(shù)都有精確的數(shù)值，確保了音頻信號(hào)的準(zhǔn)確處理。例如，通帶波紋為 ± 0.002dB，阻帶衰減為 - 82dB。

電源要求

電源電壓范圍為4.5 - 5.5VDC，不同采樣頻率下的電源電流和功耗也有所不同。在44.1kHz采樣頻率下，電源電流為32 - 45mA，功耗為160 - 225mW。

溫度范圍

工作溫度范圍為 - 25°C至 + 85°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 55°C至 + 100°C，能適應(yīng)一定的環(huán)境變化。

引腳配置與封裝

引腳分配

PCM1728共有28個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有特定的功能。例如，LRCIN（引腳1）為左右時(shí)鐘輸入，DIN（引腳2）為串行音頻數(shù)據(jù)輸入，BCKIN（引腳3）為串行音頻數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘輸入等。

封裝信息

PCM1728E采用28引腳的SSOP封裝，封裝圖紙編號(hào)為324。

系統(tǒng)時(shí)鐘與數(shù)據(jù)接口

系統(tǒng)時(shí)鐘

PCM1728的系統(tǒng)時(shí)鐘必須為256(f{S})、384(f{S})、512(f{S}) 或768(f{S}) ，其中(f_{S}) 為音頻采樣頻率。系統(tǒng)時(shí)鐘可以是晶體振蕩器或外部時(shí)鐘輸入，且系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)與LRCIN時(shí)鐘同步。若兩者不同步，PCM1728可內(nèi)部補(bǔ)償相位差。

數(shù)據(jù)接口格式

數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過LRCIN、DIN和BCKIN引腳與PCM1728接口，它能接受標(biāo)準(zhǔn)、I2S和左對(duì)齊數(shù)據(jù)格式。

功能描述

數(shù)據(jù)格式選擇

通過引腳28（I2S）、引腳24（IW1）和引腳23（IW0）可選擇PCM音頻數(shù)據(jù)格式，如16位標(biāo)準(zhǔn)右對(duì)齊、24位I2S等多種格式。

軟靜音功能

軟靜音功能由MUTE（引腳25）控制，低電平（L）時(shí)靜音開啟，高電平（H）時(shí)靜音關(guān)閉，恢復(fù)正常操作。

去加重控制

通過DM1（引腳27）和DM0（引腳26）可選擇去加重控制，有48kHz、44.1kHz、32kHz等不同模式，也可選擇關(guān)閉。

工作原理

PCM1728的Delta - Sigma部分基于8級(jí)幅度量化器和4階噪聲整形器，將過采樣輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8級(jí)Delta - Sigma格式。這種“增強(qiáng)型多級(jí)Delta - Sigma”架構(gòu)具有穩(wěn)定性和低時(shí)鐘抖動(dòng)敏感性的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻動(dòng)態(tài)性能和音質(zhì)。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

延遲時(shí)間

Delta - Sigma轉(zhuǎn)換器存在有限的延遲時(shí)間，PCM1728的延遲時(shí)間由FIR濾波器階數(shù)和采樣率決定，計(jì)算公式為(T{D}=30 × 1 / f{S}) 。對(duì)于一些專業(yè)應(yīng)用，如廣播音頻，總延遲時(shí)間需小于2ms。

輸出濾波

為了準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)態(tài)性能，測(cè)試時(shí)需使用20kHz低通濾波器。若PCM1728驅(qū)動(dòng)寬帶放大器，建議使用外部低通濾波器，以去除帶外噪聲。

電源旁路與連接

電源應(yīng)盡可能靠近器件進(jìn)行旁路，PCM1728有數(shù)字和模擬電源引腳，為避免鎖存條件，建議數(shù)字和模擬電源采用公共連接。

PCM1728憑借其出色的性能、豐富的功能和合理的設(shè)計(jì)，在中高端音頻應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。各位電子工程師在設(shè)計(jì)音頻系統(tǒng)時(shí)，不妨考慮一下這款優(yōu)秀的DAC。你在使用類似DAC時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。