德州仪器PCM2704/5/6/7：USB立体声音频DAC的卓越之选

在当今数字化音频的时代，高质量、便捷的音频解决方案需求日益增长。德州仪器（TI）的PCM2704、PCM2705、PCM2706和PCM2707系列单芯片USB立体声音频DAC，凭借其出色的性能和丰富的功能，成为众多音频应用的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这些芯片的特点、应用及设计要点。

文件下载：pcm2704.pdf

芯片特性亮点

强大的USB接口

PCM2704/5/6/7系列芯片集成了USB接口，无需专门的设备驱动程序。它具备全速收发器，完全符合USB 1.1规范，并通过了USB-IF认证。部分可编程描述符和自适应同步传输模式，为音频播放提供了稳定而高效的数据传输。同时，支持总线供电或自供电两种模式，满足不同应用场景的需求。

灵活的时钟与电源管理

芯片内置时钟发生器，只需一个12MHz的时钟源即可工作。电源方面，总线供电典型值为5V，自供电典型值为3.3V。这种灵活的电源配置，使得芯片在不同电源环境下都能稳定运行。

出色的音频性能

采用16位Delta-Sigma立体声DAC，在5V（总线供电）和3.3V（自供电）下都能展现出优秀的模拟性能。总谐波失真加噪声（THD+N）低至0.006%（ (R_{L}>10 k Omega) ，自供电），信噪比（SNR）高达98dB，动态范围达98dB，为用户带来纯净、高保真的音频体验。

丰富的功能集成

芯片集成了多种功能，如多达八个HID接口（具体数量取决于型号和设置）、暂停标志、带SCMS的S/PDIF输出等。此外，PCM2704/6支持外部ROM接口，PCM2705/7支持串行编程接口，PCM2706/7还可选I2S接口，为开发者提供了更多的设计灵活性。

应用领域广泛

PCM2704/5/6/7系列芯片的应用场景十分广泛，包括但不限于USB耳机、USB音频扬声器、USB CRT/LCD显示器、USB音频接口盒以及具备USB功能的消费音频产品等。无论是个人音频设备，还是专业音频系统，这些芯片都能发挥出其卓越的性能。

设计要点解析

时钟与复位

芯片的USB和音频功能都需要一个12MHz（±500 ppm）的时钟。可以使用内置振荡器搭配12MHz晶体谐振器来产生时钟，也可以从XTI引脚提供外部时钟。不过，由于没有时钟禁用引脚，不建议使用外部时钟供应。芯片还具备内部上电复位电路，当 (V_{DD}) 超过2V典型值（1.6V - 2.4V）时，自动进行复位操作。

操作模式选择

芯片通过PSEL引脚选择电源配置，同时影响配置描述符。在总线供电模式下，HOST引脚决定了从 (V_{BUS}) 吸取的最大功耗。对于PCM2706/7，FSEL引脚可选择功能，如I2S接口输出或S/PDIF输出。

USB接口设计

控制数据和音频数据通过D+和D-引脚传输，D+引脚需用一个1.5kΩ（±5%）的电阻上拉。在自供电模式下，为避免反向电压，当USB端口的 (V_{BUS}) 无电时，芯片不能为D+上拉电阻提供电源。

描述符数据修改

部分设备描述符可以通过外部ROM（PCM2704/6）、SPI（PCM2705/7）或内部掩膜ROM进行修改。但需要注意的是，修改时PSEL和HOST引脚需满足特定条件，且描述符中的电源属性和最大功率必须与实际应用电路配置一致，否则可能导致芯片工作异常。

典型电路示例

文档中给出了几个典型的电路连接示例，如USB扬声器、远程耳机和DSP环绕处理放大器等。这些示例电路为开发者提供了参考，但在实际设计中，还需考虑整个电路板的设计，以确保产品符合USB规范。

总结与思考

德州仪器的PCM2704/5/6/7系列芯片以其强大的功能、出色的音频性能和灵活的设计选项，为音频开发者提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择芯片型号和配置，同时注意电路设计的细节，以充分发挥芯片的性能。大家在使用这些芯片的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。