多通道96kHz编解码器AD1836A：性能与应用全解析

在音频处理领域，编解码器扮演着至关重要的角色。今天我们要深入探讨的是Analog Devices公司的AD1836A多通道96kHz编解码器，它以其卓越的性能和丰富的功能，在众多音频应用场景中展现出强大的优势。

文件下载：AD1836AZ-DBRD.pdf

一、产品特性亮点

1. 高性能参数

AD1836A支持5V多通道音频系统，能够接纳16/18/20/24位数据，并且支持24位和96kHz采样率。其采用多比特Σ - ∆调制器和数据定向加扰技术，搭配差分输出，实现了出色的性能。ADC的总谐波失真加噪声（THD + N）低至 - 92dB，信噪比（SNR）和动态范围达到105dB；DAC的THD + N低至 - 95dB，SNR和动态范围为108dB。

2. 丰富功能

• 音量控制：具备片上音量控制和“自动斜坡”功能，还配备可编程增益放大器用于ADC输入。
• 静音功能：支持硬件和软件可控的无咔嗒声静音。
• 数字处理：拥有数字去加重处理功能。
• 时钟支持：支持(256 × f{s})、(512 × f{s})或(768 × f_{s})主时钟。
• 电源模式：具备掉电模式和软掉电模式。
• 数据端口：灵活的串行数据端口，支持右对齐、左对齐、I2S兼容和DSP串行端口模式，TDM接口模式使用单个SHARC® SPORT支持8进/8出。

二、应用领域广泛

AD1836A的应用场景十分丰富，涵盖了家庭影院系统、汽车音频系统、DVD刻录机、机顶盒以及数字音频效果处理器等领域。在这些应用中，它能够充分发挥其高性能和多通道处理的优势，为用户带来优质的音频体验。

三、产品详细解析

1. 功能模块

• ADC部分：AD1836A有四个ADC通道，配置为两个独立的立体声对。主ADC对具有全差分输入，次输入对可通过SPI ADC控制寄存器3编程为三种输入模式之一。ADC部分还包括一个片上数字抽取滤波器，在4通道48kHz操作时过采样比为128，在2通道96kHz操作时为64。
• DAC部分：拥有六个DAC通道，排列为三个独立的立体声对，具有六个全差分模拟输出，可改善噪声和失真性能。每个通道都有独立可编程的衰减器，可通过三个串行数据输入引脚和公共帧（DLRCLK）和位（DBCLK）时钟提供数字输入。

2. 时钟信号

主时钟频率可选择为采样率的256、512或768倍，上电默认值为(256 × f_{s})。为保持最佳性能，建议主时钟信号的时钟抖动限制在小于300ps rms，最好使用独立的晶体振荡器生成主时钟，避免时钟信号经过FPGA或其他大型数字芯片。

3. 复位与掉电

复位会使芯片掉电并将控制寄存器设置为默认值，复位释放后，AD1836A内部会运行初始化程序，清除所有存储器为零，该初始化持续约4500个MCLK周期。DAC控制寄存器1和ADC控制寄存器1中的掉电位可使相应的数字部分掉电，模拟电路不会掉电，其他寄存器设置将保留。

4. 串行控制端口

AD1836A具有SPI兼容控制端口，可对ADC和DAC的内部控制寄存器进行编程，并从内部峰值检测器读取ADC信号电平。DAC输出电平可通过内部数字衰减器独立编程，该衰减器可在1024个线性步骤中调节。

5. 电源与电压参考

该编解码器设计用于5V电源，模拟和数字部分分别提供独立的电源引脚，应使用100nF陶瓷芯片电容器进行旁路，同时在同一PCB板上提供至少22μF的大容量铝电解电容器。内部电压参考(V_{REF})通过引脚13（FILTR）引出，应使用10μF和100nF的并联组合进行旁路，可用于偏置外部运算放大器。

6. 串行数据端口数据格式

ADC串行数据输出模式默认为I2S格式，可通过编程ADC控制寄存器2的第8和9位更改串行模式。DAC串行数据输入模式也默认为I2S，可通过编程DAC控制寄存器1的第5、6和7位更改模式。此外，还提供特殊的“辅助模式”，可实现8进/8出操作，并支持与单个SHARC DSP串行端口的无缝接口。

四、规格参数

1. 测试条件

在典型测试条件下，电源电压（AVDD，DVDD）为5V，环境温度为25°C，主时钟为12.288MHz（48kHz (f{s})，(256 × f{s})模式），输入信号为1.000kHz、0dBFS（满量程），输入采样率为48kHz，测量带宽为20Hz至20kHz，字宽为24位。

2. 性能参数

• 模拟性能：ADC的动态范围在不同模式下有所不同，总谐波失真加噪声（ - 1dBFS）低至 - 92dB，满量程输入电压（差分）为2.18V rms（6.16V pp）。DAC的总谐波失真加噪声（0dBFS）低至 - 95dB，满量程输出电压（差分）为2.0V rms（5.6V pp）。
• 数字I/O：输入电压高电平（(V{IH})）为2.2V，低电平（(V{IL})）为0.8V，输入泄漏电流在不同电压下均不超过10μA。
• 电源供应：电源电压DVDD和AVDD典型值为5V，ODVDD为3.3V或5V，模拟电流和数字电流在正常工作和掉电模式下有不同的数值，电源抑制比在不同频率下也有相应的指标。
• 温度范围：规格保证温度为25°C，功能保证温度范围为 - 40°C至 + 85°C（环境温度）或 - 40°C至 + 110°C（外壳温度），存储温度范围为 - 65°C至 + 150°C。

五、引脚配置与功能描述

AD1836A采用52引脚的MQFP封装，每个引脚都有特定的功能，包括电源引脚、控制引脚、模拟输入输出引脚和数字输入输出引脚等。详细的引脚功能描述可参考数据手册中的表格，这对于硬件设计人员进行电路连接和布局至关重要。

六、总结

AD1836A多通道96kHz编解码器以其高性能、丰富功能和广泛的应用领域，成为音频处理领域的优秀选择。在设计音频系统时，工程师们可以根据具体需求，充分利用其特性和功能，实现优质的音频处理效果。同时，在使用过程中，要注意时钟信号的稳定性、电源的合理配置以及引脚的正确连接，以确保编解码器的正常工作。大家在实际应用中遇到过哪些与编解码器相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。