德州仪器PCM1772/PCM1773：低电压低功耗立体声音频DAC的卓越之选

在音频设备设计领域，低电压、低功耗且高性能的音频数模转换器（DAC）一直是工程师们追求的目标。德州仪器的PCM1772和PCM1773正是这样两款出色的产品，它们在便携式音频设备等应用中展现出了独特的优势。

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产品概述

PCM1772和PCM1773是CMOS单芯片集成电路，集成了立体声数模转换器、线路输出电路以及支持电路，采用小巧的TSSOP - 16和VQFN - 20封装。这两款产品的数据转换器运用了德州仪器增强型多级∆ - Σ架构，结合噪声整形和多级幅度量化技术，实现了出色的动态性能，并且对时钟抖动有更好的容忍度。

产品特性

1. 模拟性能卓越

在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 为2.4V的条件下，动态范围典型值可达98dB，在0dB时的总谐波失真加噪声（THD + N）典型值为0.007%，能为音频输出提供高保真的音质。

2. 宽电源电压范围与低功耗

支持1.6V至3.6V的单电源供电，在 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 为2.4V时，功耗仅为6mW，非常适合便携式设备。

3. 灵活的时钟与采样频率

系统时钟支持128 fS、192 fS、256 fS和 (384 f_{S}) ，采样频率范围为5kHz至50kHz。

4. 丰富的控制方式

• PCM1772软件控制：支持16、20、24位字长，提供左对齐、右对齐和I2S等数据格式，可选择从模式或主模式，具备0dB至 - 62dB的数字衰减功能（1dB/步）、44.1kHz数字去加重、零交叉衰减、数字软静音、单声道模拟输入混合以及单声道扬声器模式等功能。
• PCM1773硬件控制：支持左对齐和I2S数据格式，具备44.1kHz数字去加重和单声道模拟输入混合功能。

  5. 无爆音电路与高耐受性

  采用无爆音电路设计，避免了开关机时的爆音问题。数字输入和输出与CMOS兼容，所有逻辑输入可承受3.3V电压。

电气特性详解

1. 工作频率

采样频率范围为5kHz至50kHz，系统时钟频率支持多种选项，工程师可以根据具体应用需求灵活选择。

2. 数字输入/输出

输入逻辑电平方面，(V{IH}) 为0.7 (V{CC1}) ，(V{IL}) 为0.3 (V{CC1}) 。输出逻辑电平也有相应的规定，如 (V{OH}) 在 (I{OH}) 为 - 2mA时为0.7 (V{CC1}) ，(V{OL}) 在 (I{OL}) 为2mA时为0.3 (V{CC1}) 。

3. 动态性能

线路输出的满量程输出电压为0.77 (V_{CC2}) ，动态范围和信噪比在EIAJ、A加权下典型值为98dB，THD + N在0dB时典型值为0.007%，声道分离度典型值为80dB。

4. 直流精度

负载电阻典型值为10kΩ，增益误差为 ± 2%（典型），声道间增益失配为 ± 2%（典型），双极性零误差在BPZ时为 ± 30mV（典型）。

5. 数字与模拟滤波器性能

数字滤波器的通带为0.454 (f{S}) ，阻带为0.546 (f{S}) ，通带波纹为 ± 0.04dB，阻带衰减为 - 50 + 20/ (f_{S}) dB。模拟滤波器在20kHz时频率响应为 ± 0.2dB。

引脚与功能

PCM1772和PCM1773的引脚功能根据不同的封装类型有详细的定义。例如，AGND1和AGND2为模拟地，AIN为单声道模拟信号混合输入，BCK为串行位时钟，DATA为串行音频数据输入，LRCK为左右时钟等。了解这些引脚功能对于正确使用这两款产品至关重要，在设计电路时，我们需要根据具体的应用场景合理连接引脚。

应用设计要点

1. 系统时钟与复位

系统时钟通过终端16（SCKI）输入，为数字插值滤波器和多级∆ - Σ调制器提供时钟信号。在电源电压 (V{CC 1}) 和 (V{CC 2}) 达到指定范围，且稳定的时钟信号（SCKI、BCK、LRCK）提供后，PD引脚必须从低电平变为高电平一次，以完成上电序列。在开关机过程中，严格按照规定的时序操作可以避免爆音的产生。

2. 音频串行接口

音频串行接口由1（LRCK）、2（DATA）和3（BCK）三个引脚组成，是一个3线同步串行端口。PCM1772的LRCK和BCK支持从模式和主模式，在不同模式下，它们的输入输出特性有所不同。在设计时，需要根据系统的整体架构选择合适的模式，并确保时钟信号的同步性。

3. 数据格式与控制

PCM1772支持标准、I2S和左对齐等行业标准音频数据格式，PCM1773支持I2S和左对齐数据格式。数据格式通过控制寄存器或特定引脚进行选择。PCM1773通过硬件控制实现数字功能，如数据格式选择、去加重控制和模拟混合控制；PCM1772则通过软件控制实现更多可编程功能，如软静音控制、数字衰减设置、过采样率控制等。

4. 模拟输入输出

• 线路输出：具有两个独立的线路输出放大器，输出能力可驱动最小10kΩ的负载。
• 单声道输出：PCM1772可通过控制寄存器03的RINV位实现单声道输出，在电源上下电序列中，建议将RINV位设置为0以减少爆音。
• 模拟输入：AIN为模拟输入引脚，可通过AMIX位（PCM1772）或AMIX终端（PCM1773）实现与线路输出的内部混合。使用时需注意输入信号的带宽限制和电压范围，避免输出信号过载。
• (V_{COM}) 输出：(V_{COM}) 为去耦用的无缓冲共模电压输出终端，需连接一个10 - µF的电容，电容值过小可能会在电源操作过程中产生爆音。

应用场景

PCM1772和PCM1773适用于多种需要低电压操作的音频应用场景，如便携式音频播放器、手机、PDA等。它们的低功耗特性可以延长设备的电池续航时间，而优秀的音频性能则能为用户带来高品质的听觉体验。

在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和设计要求，合理选择PCM1772或PCM1773，并严格按照数据手册中的规定进行电路设计和参数设置，以充分发挥这两款产品的性能优势。同时，我们也需要不断关注产品的最新动态和改进，以便在未来的设计中更好地应用这些先进的音频技术。你在使用PCM1772或PCM1773的过程中遇到过哪些问题呢？又有哪些独特的设计经验可以分享呢？欢迎在评论区留言交流。