深入剖析WM8783立体声低功耗96kHz ADC

在电子设备的音频处理领域，模数转换器（ADC）是至关重要的组件，它能将模拟音频信号转换为数字信号，以便后续的处理和存储。今天，我们将深入探讨Wolfson Microelectronics推出的WM8783立体声低功耗96kHz ADC，了解其特性、应用及设计要点。

文件下载：WM8783GED/RV.pdf

产品概述

特性

• 高保真音频处理：具有96dB SNR（A加权）的出色信噪比，能提供接近无损的音频质量。
• 宽采样率支持：支持8kHz到96kHz的采样率，并能根据外部主时钟（MCLK）频率自动配置。
• 自动时钟配置：可根据MCLK和LRCLK自动完成时钟配置，简化设计流程。
• 集成电压参考电路：内部集成了电压参考电路，减少了外部元件的使用，降低成本和PCB面积。
• 小巧封装：采用8引脚SOIC封装，非常适合空间有限的应用。

应用场景

WM8783适用于多种音频设备，如LCD电视、机顶盒（STB）、DVD录像机等，能为这些设备提供高质量的音频转换功能。

详细参数与性能

引脚配置与说明

引脚编号	引脚名称	类型	描述
1	ADCDAT	数字输出	ADC数字音频数据
2	MCLK	数字输入	主时钟
3	LRCLK	数字输入	音频接口左右时钟
4	AGND	电源	接地
5	VMIDC	模拟输出	中轨电压去耦电容
6	IN1R	模拟输入	右声道模拟输入
7	IN1L	模拟输入	左声道模拟输入
8	AVDD	电源	正电源

电气特性

在典型测试条件下（AVDD = 3.3V，GND = 0V，TA = +25°C，1kHz信号，fs = 48kHz，MCLK = 256fs），WM8783展现出了优秀的电气性能。

• 模拟输入：最大单端输入信号电平为AVDD/3.3 Vrms，输入电阻为66 kΩ，输入电容为20 pF。
• ADC性能：A加权的信噪比在fs = 48kHz和96kHz时均可达96dB，总谐波失真在 -1dBFS输入、fs = 48kHz和96kHz时均为 -83dB，左右声道分离度为85dB。
• 电源抑制比：在1kHz、100mV pk - pk施加到AVDD时，PSRR为50dB。
• 数字输入/输出：输入高电平为0.7 x AVDD V，输入低电平为0.3 x AVDD V，输出高电平在IOL = 1mA时为0.9 x AVDD V，输出低电平在IOH = -1mA时为0.1 x AVDD V。

时钟与信号时序要求

• 主时钟时序：MCLK频率根据不同的采样率有不同要求，如fs = 8kHz时为2.048MHz，fs = 48kHz时为12.288MHz，且MCLK占空比为60:40到40:60。
• 音频接口时序：ADCDAT从BCLK下降沿的传播延迟为20ns，建议LRCLK转换在MCLK低电平时发生，以获得最佳性能。

设计要点与注意事项

外部组件选择

• 音频输入路径：每个模拟音频输入需要一个直流阻隔电容，建议选择电容值为1μF，以确保Fc截止频率低于20Hz，钽电解电容是不错的选择。
• 电源去耦：在AVDD和VMIDC引脚应分别连接4.7μF陶瓷电容进行去耦，且这些电容应尽可能靠近芯片放置。同时，要注意陶瓷电容的温度和电压特性，推荐使用电容介质为X5R的陶瓷电容。

PCB布局

良好的PCB布局对于WM8783的性能至关重要。所有外部组件应尽量靠近芯片，以减小电流环路面积，避免因布局不当导致的性能下降、电磁干扰（EMI）、接地反弹和电阻性电压损失等问题。

热性能考虑

在实际应用中，需要进行热分析，防止芯片结温超过最大值。可以通过将GND引脚通过热过孔连接到大面积接地平面来辅助散热。

总结

WM8783作为一款紧凑、低成本的ADC，凭借其高保真音频处理能力、宽采样率支持和自动时钟配置等特性，在音频处理领域具有广泛的应用前景。在设计过程中，合理选择外部组件、优化PCB布局和关注热性能，能够充分发挥其性能优势，为音频设备提供高质量的音频转换解决方案。你在使用类似ADC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。