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PCM2702是让USB接口具有即插即用功能的音频DAC(数模转换器),由TI公司旗下的BB(Burr-Brown)公司出品。
一、PCM2702的性能特点
PCM2702拥有很多“同宗兄弟”,它只是其中最早的一款,功能也最简单,不过从音频性能来看,如DNR(动态范围)和SNR(信噪比)指标,性能却是最好的。BB公司推出的集成USB控制界面的单片数字音频处理器有两大系列,一个以集成DAC为主要特征的PCM27xx系列,另一个是集成DAC和ADC(模数转换器)的PCM29xx系列,具体型号可以从TI公司的网站查阅到。从音频性能来看,它们都是16位的音频DAC,支持32kHz、44kHz、 48kHz的采样速率,采用了BB公司获得专利的SpActTM数据流水线体系。
SpActTM是一种基于硬件的从USB数据中恢复音频同步时钟的数据流水线体系。PC音频数据流理论上不需要太高的传输速率,但是却需要精确的实时性,实时的精度越高意味着数字音频的“jitter”(时基抖动)越小,被还原出来的音频质量越好。“jitter”指标是CD音频时代最为重要的指标之一,也是众多DIYer们最热衷的摩机之处,关于它对音频的影响可以参考CD音频的相关资料。BB采用获得专利的SpActTM数据结构体系,将所有相关的功能全部集成到芯片内而不再需要我们额外的人工干预。
BB公司推出的集成USB控制界面的单片数字音频处理器是针对PC音源设计的,从“声卡”的角度看,它们仍然是AC’97声卡,而且是纯粹的“单工”声卡,只支持“回放”而不支持“录音”或者“模拟输入”,所以BB公司将其应用定位于USB接口的扬声器、放大器以及其他USB接口的音频系统,我们最常见的是所谓的USB声卡,在实际应用中我们常常用作USB耳机。
PCM2702的主要特点如下:
● USB界面性能:
集成化USB接口,符合全速USB1.0规范,自适应同步传送模式;
完全支持Windows操作系统的即插即用功能;
可接收16位的单/双声道USB音频数据流,支持32kHz、44kHz、 48kHz的采样速率;
8X过采样数字滤波器;
多重 Δ-Σ 调制器(Multi-Level Delta-Sigma Modulator);
获得专利的SpActTM数据流水线体系;
独立的USB数据时钟发生器,支持系统(外部)时钟输入。
● DAC与模拟音频性能:
按0dB音频典型值计,THD+N:0.002%;DNR:100dB;SNR:105dB;通道分离度:103dB。
按0dB音频典型值计,模拟音频输出摆幅:3.1V峰-峰值;
片上模拟音频低通数字滤波器;
基于Windows操作系统的音量、静音控制功能。
● 电源:双电源供电,模拟部分典型值为5V,电流最大25mA;数字部分典型值为3.3V,电流最大30mA;总耗散功率不大于225mW。
● 封装形式:SSOP-28。
图1是PCM2702的实物、外形尺寸和引脚排列与名称,引脚的中文译名供参考。
就目前的应用来看,PCM2702也有一些不足,毕竟它推向市场已经有些时间了。
1.USB1.0规范已经老旧了,USB2.0已经广泛应用;
2.仅仅支持“回放”功能。虽然TI公司有支持“回放”和“录音”的“双工”USB控制集成电路TUSB3200,但是并非系统级的“单片”结构,电路复杂。
3.模拟音频位单端输出方式,差分方式似乎更高档些。
4.Windows音频已经迈入HD-Audio时代,DNR和SNR指标期待提高到120dB以上。
5.更多的基于硬件和Windows的音频控制功能,如音调控制、图式均衡器、SRS、3D音效等。
二、PCM2702的一般应用及其性能改善方法
PCM2702内部集成了复杂多样的功能,外围电路却很简单的,图2是采用PCM2702的USB接口的DAC电路原理图,线路输出端可以直接和功率放大器连接,也可以驱动32Ω以下的耳机;图3和图4是与之配套的采用双面板设计的印制电路图,来源于BB公司发布的PCM2702的参考设计“sbau025”,能够满足我们大多数情况下的应用要求。 |
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