PCM1728：24位、96kHz采样CMOS Delta - Sigma立体声音频数模转换器

在数字音频领域，数模转换器（DAC）的性能至关重要。PCM1728作为一款专为中高端数字音频应用设计的DAC，具备出色的性能和丰富的功能。下面我们就来详细了解一下PCM1728。

文件下载：PCM1728E.pdf

产品特性

性能参数

• 采样频率与输入数据：PCM1728的采样频率（(f_{s})）范围为16kHz - 96kHz，可输入16 - 24位的音频数据，能满足不同音频应用的需求。
• 高性能指标：总谐波失真加噪声（THD + N）低至 - 96dB，动态范围达106dB，信噪比（SNR）同样为106dB，模拟输出范围为0.62 x (V_{CC})（Vp - p），这些指标保证了音频的高质量输出。
• 数字滤波器：采用8倍过采样数字滤波器，阻带衰减为 - 82dB，通带波纹为 ± 0.002dB，有效提升了音频的质量。
• 多功能特性：具备数字去加重、软静音、零标志等功能，还支持 + 5V单电源供电，方便实际应用。

规格参数

电气特性

在 + 25°C、(+V{CC}=+V{DD}=+5V)、(f{S}=44.1kHz) 以及24位输入数据、(SYSCLK = 384f{S}) 的条件下，PCM1728展现出一系列稳定的电气特性。例如，输入逻辑电平、输出逻辑电平、输出上升时间、下降时间、占空比等都有明确的参数范围。

动态性能

不同采样频率下，PCM1728的动态性能表现出色。如在96kHz采样频率下，动态范围可达103dB；在44.1kHz采样频率下，THD + N低至 - 94dB等。

数字滤波器性能

通带、阻带、通带波纹、阻带衰减等参数都有精确的数值，确保了音频信号的准确处理。例如，通带波纹为 ± 0.002dB，阻带衰减为 - 82dB。

电源要求

电源电压范围为4.5 - 5.5VDC，不同采样频率下的电源电流和功耗也有所不同。在44.1kHz采样频率下，电源电流为32 - 45mA，功耗为160 - 225mW。

温度范围

工作温度范围为 - 25°C至 + 85°C，存储温度范围为 - 55°C至 + 100°C，能适应一定的环境变化。

引脚配置与封装

引脚分配

PCM1728共有28个引脚，每个引脚都有特定的功能。例如，LRCIN（引脚1）为左右时钟输入，DIN（引脚2）为串行音频数据输入，BCKIN（引脚3）为串行音频数据的位时钟输入等。

封装信息

PCM1728E采用28引脚的SSOP封装，封装图纸编号为324。

系统时钟与数据接口

系统时钟

PCM1728的系统时钟必须为256(f{S})、384(f{S})、512(f{S}) 或768(f{S}) ，其中(f_{S}) 为音频采样频率。系统时钟可以是晶体振荡器或外部时钟输入，且系统时钟应与LRCIN时钟同步。若两者不同步，PCM1728可内部补偿相位差。

数据接口格式

数字音频数据通过LRCIN、DIN和BCKIN引脚与PCM1728接口，它能接受标准、I2S和左对齐数据格式。

功能描述

数据格式选择

通过引脚28（I2S）、引脚24（IW1）和引脚23（IW0）可选择PCM音频数据格式，如16位标准右对齐、24位I2S等多种格式。

软静音功能

软静音功能由MUTE（引脚25）控制，低电平（L）时静音开启，高电平（H）时静音关闭，恢复正常操作。

去加重控制

通过DM1（引脚27）和DM0（引脚26）可选择去加重控制，有48kHz、44.1kHz、32kHz等不同模式，也可选择关闭。

工作原理

PCM1728的Delta - Sigma部分基于8级幅度量化器和4阶噪声整形器，将过采样输入数据转换为8级Delta - Sigma格式。这种“增强型多级Delta - Sigma”架构具有稳定性和低时钟抖动敏感性的优势，能实现高质量的音频动态性能和音质。

应用注意事项

延迟时间

Delta - Sigma转换器存在有限的延迟时间，PCM1728的延迟时间由FIR滤波器阶数和采样率决定，计算公式为(T{D}=30 × 1 / f{S}) 。对于一些专业应用，如广播音频，总延迟时间需小于2ms。

输出滤波

为了准确测量动态性能，测试时需使用20kHz低通滤波器。若PCM1728驱动宽带放大器，建议使用外部低通滤波器，以去除带外噪声。

电源旁路与连接

电源应尽可能靠近器件进行旁路，PCM1728有数字和模拟电源引脚，为避免锁存条件，建议数字和模拟电源采用公共连接。

PCM1728凭借其出色的性能、丰富的功能和合理的设计，在中高端音频应用中具有广阔的应用前景。各位电子工程师在设计音频系统时，不妨考虑一下这款优秀的DAC。你在使用类似DAC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。