Texas Instruments PCM1822立体声通道音频模数转换器 (ADC) 是一款高性能音频ADC，支持对多达两个模拟通道同时采样。该器件支持单端、差分线路和麦克风输入，具有1VRMS满量程信号。该器件集成了直流移除高通滤波器 (HPF)、锁相环 (PLL)，并支持高达192kHz采样率。该器件支持I^2^S音频格式或时分多路复用 (TDM)、可通过硬件引脚电平进行选择。

数据手册：*附件：Texas Instruments PCM1822立体声通道音频ADC数据手册.pdf

Texas Instruments PCM1822支持音频总线接口操作的主模式和从模式选择。这些集成的高性能特性，加上可由3.3V单电源供电，使得该器件非常适合用于远场麦克风录制应用中对成本敏感的空间受限音频系统。PCM1822的额定工作温度范围为-40°C至+125°C，采用20引脚WQFN封装。

特性

• 立体声高性能ADC
  • 2通道模拟麦克风或线路输入
• ADC线路和麦克风差分、单端输入性能：
  • PCM1822动态范围
    • 117dB（动态范围增强器启用）
    • 111dB（动态范围增强器禁用）
  • THD+N: –95dB
• 1VRMS满量程输入
• ADC采样率 (f S ) = 8kHz至192kHz
• 硬件引脚控制配置
• 线性相位或低延迟滤波器选择
• 灵活的音频串联数据接口
  • 主接口或从接口选择
  • 32位、2通道TDM
  • 32位、2通道I^2^S
• 音频时钟丢失时自动关断
• 集成式高性能音频PLL
• 3.3V单电源运行
• 3.3V或1.8V I/O电源运行
• 3.3V AVDD电源的功耗
  • 16kHz采样率下为19.6mW/通道
  • 48kHz采样率下为21.3mW/通道

功能框图

高保真音频ADC技术解析：基于PCM1822的应用与设计

一、PCM1822核心特性概述

PCM1822是德州仪器Burr-Brown™系列中的一款高性能立体声通道音频模数转换器(ADC)，专为专业音频系统和消费电子设备设计。该器件具有以下突出特性：

• ‌超宽动态范围‌：支持117dB动态范围（DRE启用时），111dB（DRE禁用时），THD+N低至-95dB
• ‌灵活输入配置‌：支持两路差分/单端模拟输入，1VRMS全量程输入
• ‌宽采样率范围‌：8kHz至192kHz可调采样率，满足不同音质需求
• ‌低功耗设计‌：19.6mW/通道@16kHz，21.3mW/通道@48kHz
• ‌集成高级功能‌：包含动态范围增强器(DRE)、高通滤波器(HPF)和低抖动PLL

二、关键技术创新解析

2.1 动态范围增强技术(DRE)

PCM1822集成了创新的动态范围增强算法，通过实时监测输入信号幅度并自动调整内部放大器增益，实现了117dB的超高动态范围。这项技术特别适合需要同时捕捉极微弱和极强信号的场景，如专业录音室或现场演出录制。

技术特点：

• 触发阈值固定为-36dB输入电平
• 最大增益调节范围18dB
• 低延迟处理，避免可闻 artifacts
• 仅需通过MD1引脚硬件控制即可启用

2.2 可配置数字滤波器

设备提供两种数字抽取滤波器模式，可通过MD0引脚选择：

1. ‌线性相位滤波器‌
   • 完美线性相位响应（0°相位偏差）
   • 典型群延迟17.1个样本@48kHz
   • 通带波纹±0.05dB，阻带衰减>73dB
2. ‌低延迟滤波器‌
   • 群延迟仅7.6个样本@48kHz
   • 相位偏差<0.3°(0-0.365×fS)
   • 适合实时音频处理应用

2.3 高精度时钟架构

集成低抖动PLL支持多种时钟配置：

• 主/从模式可选(通过MSZ引脚)
• 支持256×fS或512×fS系统时钟(主模式)
• 自动检测FSYNC和BCLK比率(从模式)
• 宽范围时钟兼容性(7.35kHz-192kHz)

三、音频接口配置指南

3.1 接口模式选择

通过FMT0引脚可选择两种数字音频格式：

模式	FMT0状态	特点	适用场景
TDM	高电平	多设备串联，节省IO资源	多通道采集系统
I2S	低电平	标准立体声接口，兼容性强	传统音频设备连接

3.2 主从模式配置

模式	MSZ状态	时钟来源	BCLK频率范围
主模式	高电平	内部PLL生成	最高24.576MHz
从模式	低电平	外部主机提供	支持多种比率配置

四、性能优化实践

4.1 PCB布局建议

1. ‌分区策略‌：
   • 将模拟输入区域与数字接口物理隔离
   • 使用完整地平面分隔敏感信号
2. ‌走线规范‌：
   • 差分对长度匹配(±50mil公差)
   • 避免90°转角，使用45°或圆弧走线
   • 关键信号线远离高频时钟路径
3. ‌接地系统‌：
   • 星型接地于热焊盘下方
   • 避免数字电流流经模拟地区域

4.2 系统集成技巧

• ‌时钟管理‌：在从模式下，确保BCLK/FSYNC满足t(BCLK)≥40ns时序要求
• ‌电源时序‌：停止时钟后等待>10ms再下电，确保正常关机
• ‌DRE启用‌：对于>48kHz采样率应用，需禁用DRE功能

五、典型应用场景

1. ‌智能音箱阵列‌：
   • 多颗PCM1822组成远场拾音系统
   • 启用DRE处理不同距离的声源
   • TDM模式简化DSP接口设计
2. ‌专业录音设备‌：
   • 192kHz采样率捕捉高频细节
   • 线性相位滤波器保持波形完整性
   • 低噪声设计提升信噪比
3. ‌会议系统‌：
   • 低延迟模式减少语音传输延时
   • 自动增益控制简化系统设计
   • 单3.3V供电降低功耗