对PCM2704应用的一些看法

小冯伟

       在当前DAC的设计中，我们在论坛中能找到很多关于1541，PCM2706，1702，9018等高端DAC芯片的帖子，但是对于一些操作比较简单的DAC芯片介绍的比较少，这里所说的PCM2704就是一款比较入门的DAC级芯片，虽然它的价格比较便宜，但是很容易上手操作，而且做好了音质也不差。我们分析了PCM2704的数据手册后，我们发现它的参数基本能够满足PC解码的要求，在一般应用参数要求不高的场合，还是可以进行简单的应用的，而且关键是PCM2704内置USB接口，不需要编程处理，外部电路相对简单，所做的DAC解码器小巧方便，即插即用。下面是对PCM2704的一些介绍。
    PCM2704/5/6/7是TI公司生产的一款单片USB串行音频解码器，支持USB1.1速率标准和S/PDOF。USB协议控制器工作时不需要软件代码，但是USB代码可以通过以下部分被修改：如外部ROM，或者SPI总线。PCM2704/5/6/7使用SpAct结构体系，这个是TI公司的一种系统，可以直接从接收到的USB包数据中提取音频时钟。片上SpAct锁相环能够在低的时钟抖动下运行。我们来看看官方PDF文件中对2704的相关描述：
    一、电气特性：
    1、数据输入/输出：
    主接口：USB 1.1版本，全速。
    音频输出格式：USB同步数据格式
    2、输入逻辑：
    输入逻辑电平：
    VIH：2-3.3V   VIL：-0.3-0.8V；
    VIH(1)：2-5.5V  VIL(1)：-0.3-0.8V；
    输入逻辑电流：
    IIH(2)：+-10uA,(VIN=3.3V)        IIL(2)：+-10uA,(VIN=0V)；
    IIH：65-100uA (VIN=3.3V)       IIL：：+-10uA,(VIN=0V)；
    3、输出逻辑
    输出逻辑电平：
        VOH(3)：2.8        V（MIN），  IOH=-2mA；
        VOL(3)：0.3V（MAX），  IOL=2mA；
        VOH：2.4        V（MIN），  IOH=-2mA；
        VOL：0.4V（MAX），     IOL=2mA；
    4、时钟频率
        输入时钟频率：11.994MHz，12（TYP）MHz，12.006MHz
              采样速率：  32，44.1，48KHz；
    5、        解码器特性：
    16位，双通到输出：通到1和通到2；
    注：(1)host；(2)D+,D-,HOST,TEST,TEST0,TEST1,DT,PSEL,FSEL,XTI；(3)FUNC0,FUNC1,FUNC2
       二、引脚描述：
      
       PCM27系列封装：
    28脚 SSOP（PCM2704/5）；
    32脚 TQFP（PCM2706/7）；
    引脚功能：PCM2704DB/2705DB
       1、        AGNDL：12脚，耳机左声道地；
    2、        AGNDR：17脚，耳机右声道地；
    3、        CK：2脚，输出，外部ROM时钟输出（PCM2704），必须开路（PCM2705）；
    4、        D+：9脚，输入/输出，USB差动输入/输出的正信号；
    5、        D-：8脚，输入/输出，USB差动输入/输出的负信号；
    6、        DGND：6脚，数字地；
    7、        DOUT：5脚，数字同轴输出；
    8、        DT：3脚，外部ROM的数据输入/输出引脚（PCM2704）；
    9、        HID0/MS：22脚，输入，人机按键状态，静音控制；高电平有效；
    10、        HID1/MC：23脚，输入，人机按键状态，音量减；高电平有效；
    11、        HID2/MD：24脚，输入，人机按键状态，音量加；高电平有效；
    12、        HOST：21脚，输入，在独立供电时主检查，与Vbus相连。在总线供电运行时最大功率选择，低电平：100mA；高电平：500mA；
    13、        PGND：19脚，DAC、OSC、PLL的模拟地；
    14、        PSEL：4脚，输入，电源选择，低电平：独立供电；高电平（3.3V）：总线供电；
    15、        SSPND：27脚，输出，暂停标志，低电平：暂停；高电平：运行；
    16、        TEST0：26脚，输入，测试脚，必须为1；
    17、        TEST1：25脚，输入，测试脚，必须为1；
    18、        Vbus：10脚，在使用总线供电时接USB的供电端，在使用单独供电时接VDD脚；
    19、        VCCL：13脚，耳机放大器左声道的模拟供电电源输入端；
    20、        VCCP：20脚，DAC，OSC，PLL模拟供电电源输入端；
    21、        VCCR：16脚，耳机放大器右声道的模拟供电电源输入端；
    22、        VCOM：18脚，DAC公共供电端口，连接退耦电容到PGND；
    23、        VDD：7脚，数字电源供电；
    24、        VOUT_L：14脚，输出，左声道DAC模拟输出；
    25、        VOUT_R：15脚，输出，右声道DAC模拟输出；
    26、        XTI：28脚，输入，晶体振荡器输入；
    27、        XTO：1脚，输出，晶体振荡器输出；
    28、        ZGND：11脚，内部寄存器地；
    这是PCM2704内部结构图：
   

小冯伟

       上面对PCM2704的基本信息做了简单介绍，那么PCM2704在使用过程中应该注意什么？
    1、供电方式的问题：在2704的结构图中我们可以看出，PCM2704的供电引脚比较多，其实对于2704本身来说，它有两种供电方式：总线供电模式和独立供电模式。所谓总线供电模式是指利用USB接口的电源（5V）给2704的所有电源引脚供电。独立供电是指2704的供电引脚分别独立供电。2704在判断供电方式时是通过PSEL引脚的电平状态来决定使用哪种供电方式：当PSEL接地时，2704操作在独立供电模式下；当PSEL接3.3V是，2704操作在总线供电模式下。
    总线供电模式：2704直接从USB接口的5V取电送给VBUS，然后将5V降压为3.3V（可以通过3.3的稳压二极管或者3.3V的三端稳压器）稳压后送给PSEL，VDD；其余供电引脚不需接3.3V。这种供电方式相对来说比较简单，下图是总线供电模式的基本电源电路图。

       独立供电模式：独立供电时，电源引脚的电压的典型值为3.3V；可以利用独立变压器整流稳压后给2704供电，但是电源电路的引脚结构与上图有所不同。

       在这个电路中，2704的供电端口我们只是使用了一个3.3V的稳压IC供电，但是在实际操作中，VDD，VBUS是一部分；VCCR，VCCL，VCCP，VCOM是一部分；可以使用不同的3.3V稳压IC分别供电。在以上供电电路图中，TSET0和TSET1两个引脚作为测试引脚，必须要置3.3V，2704才能工作。
    当前网络上所购买的2704解码器大部分都是使用总线供电方式。

tongjinliang

我有两片2704一直没顾上玩，楼主继续，我在认真听课！

xmlhifi

PCM2704只是USB DAC，不支持SPDIF输入。

小冯伟

xmlhifi 发表于 2013-8-28 22:15
PCM2704只是USB DAC，不支持SPDIF输入。

老大，是支持SPDIF输出功能。

小冯伟

       2、PCM2704自带的按键接口功能
    PCM2704自带人机控制接口：MD，MC，MS。这三个接口是用来实现对2704输出的模拟音频信号的控制，其中MD实现静音/播放功能切换，MC控制音量加，MS控制音量减。要使用这三个功能，可以将操作按键串在控制接口与SSPEND\引脚之间。或者将按键的一端接3.3V，所实现的控制电路图如下。

       3、模拟输出使用注意：
    在官方给出PDF文件中，有一个参考电路图，图中模拟输出电路如下，其中C9/C10为100uf，C13/C14为1uf：

    PCM2704从Vout_L和Vout_R两个端口输出解码之后的模拟信号，上图中模拟输出引脚在驱动负载时，中间串接了C9(C10)和C13（C14）两个电容，这两个电容对音质的影响还是很大的，2704直接输出的模拟信号电平很低，若直接驱动耳机负载声音很单薄。在实际应用中，我们可以将这两个电容去掉，然后通过耳放对输出音频信号进行放大后再驱动耳机，这时的音质还是可以的。

xmlhifi

小冯伟 发表于 2013-8-28 22:38
老大，是支持SPDIF输出功能。

以前做过的PCM2704机器

c77

楼上的漂亮，还有板子吗？

拖把

好文章 ，现在很多拿它当USB用，外接DAC。

zs0508

搬个板凳认真学习

爱你久久1984

PCM2704的SPDIF输出效果还是很不错额，至少性价比很高，我做过好几个版本的对比

小冯伟

xmlhifi 发表于 2013-8-28 23:56
以前做过的PCM2704机器

版主的板子很漂亮。

小冯伟

       4、晶振：
    PCM2704内部自带振荡电路，可以直接外接12MHz晶振作为时钟信号源。但是晶振的稳定性越高DAC的效果越好，建议使用12MHz的有源晶振。
    5、对PCM2704性能的分析：
    在官方给出的PDF文件中，对PCM2704的性能参数给出了相关图谱，我们发现总谐波失真+噪声、信噪比等方面，独立供电的性能参数要比总线供电的性能参数更好，而且在输出负载内阻升高时，信噪比会进一步加强。独立供电中可以将VDD，VBUS使用一个3.3V稳压IC供电，VCCR,VCCL,VCCP,VCOM使用一个3.3V稳压IC供电，这样效果较好；
最后给出官方提供的参考应用电路。


       文中也是我对于PCM2704使用过程中的一些看法，有不妥之处请指教。

飛鴻掠影

楼主解释得很详细，学习了。谢谢！

小冯伟

飛鴻掠影 发表于 2013-9-1 22:57
楼主解释得很详细，学习了。谢谢！

不用谢，相互学习，嘿嘿

广东七色桥

不错，正想DIY个USB声卡，感谢楼主的资料。

ss269541639

来学习的，不错

风度溜溜

洞洞了一个，插上电脑说是找不到！一直放着还没时间理会它

mananpl

不知跟ALC887比 怎么样呢