探索PCM3793A/94A：低功耗立體聲編解碼器的卓越之選

在當(dāng)今便攜式數(shù)字音頻設(shè)備蓬勃發(fā)展的時(shí)代，對(duì)于高性能、低功耗的音頻編解碼器（CODEC）的需求愈發(fā)迫切。PCM3793A/94A 作為德州儀器推出的一款明星產(chǎn)品，憑借其豐富的特性和出色的性能，在便攜式數(shù)字音頻應(yīng)用領(lǐng)域嶄露頭角。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款編解碼器。

文件下載：pcm3794a.pdf

產(chǎn)品概述

PCM3793A/94A 是專門(mén)為便攜式數(shù)字音頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的低功耗立體聲 CODEC。它集成了立體聲數(shù)字揚(yáng)聲器放大器、耳機(jī)放大器、線路放大器、線路輸入、升壓放大器、麥克風(fēng)偏置、可編程增益控制、模擬混音、音效和自動(dòng)電平控制（ALC）等功能，為音頻處理提供了一站式解決方案。該產(chǎn)品采用小巧的 5mm × 5mm QFN 封裝，非常適合對(duì)空間要求較高的便攜式設(shè)備。

關(guān)鍵特性解析

模擬前端與后端

• 前端輸入多樣：提供立體聲單端輸入、單聲道差分輸入，還配備了立體聲可編程增益放大器和 20dB 麥克風(fēng)放大器及偏置，能夠靈活適應(yīng)各種音頻輸入場(chǎng)景。
• 后端輸出豐富：具備立體聲/單聲道線路輸出、立體聲/單聲道耳機(jī)放大器和立體聲/單聲道數(shù)字揚(yáng)聲器放大器（BTL），且都支持音量控制。耳機(jī)輸出在 (R{L}=16Omega) 時(shí)可達(dá) 40mW + 40mW，揚(yáng)聲器輸出在 (R{L}=8Omega) 時(shí)可達(dá) 700mW + 700mW，能滿足不同音頻播放需求。

模擬性能出色

• 動(dòng)態(tài)范圍佳：DAC 的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到 93dB，ADC 為 90dB，能有效還原音頻信號(hào)的細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)變化。
• 低失真與高信噪比：如在特定測(cè)試條件下，THD + N（總諧波失真 + 噪聲）可達(dá) 0.008%，SNR（信噪比）最高可達(dá) 93dB，確保了音頻的高保真度。

電源與功耗

• 寬電源電壓范圍：數(shù)字 I/O 部分和數(shù)字核心部分電源電壓范圍為 1.71V 至 3.6V，模擬部分和功率放大器部分為 2.4V 至 3.6V，增強(qiáng)了電源設(shè)計(jì)的靈活性。
• 低功耗設(shè)計(jì)：播放模式下僅 7mW（1.8V/2.4V，48kHz），錄音模式下 13mW（1.8V/2.4V，48kHz），掉電模式僅 3.3μW，有助于延長(zhǎng)便攜式設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間。

采樣與時(shí)鐘

• 采樣頻率靈活：支持 5kHz 至 50kHz 的采樣頻率，能適應(yīng)不同音頻應(yīng)用的要求。
• 無(wú)需 PLL：可接受單時(shí)鐘輸入，系統(tǒng)時(shí)鐘支持多種常見(jiàn)音頻時(shí)鐘頻率，如 256 fS/384 fS 等，簡(jiǎn)化了時(shí)鐘設(shè)計(jì)。

可編程功能強(qiáng)大

通過(guò)寄存器控制，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字衰減、數(shù)字增益、各模塊電源開(kāi)關(guān)控制、模擬輸入輸出增益調(diào)節(jié)、麥克風(fēng)輸入增益選擇、模擬混音增益設(shè)置、ALC 參數(shù)設(shè)置、三頻段音調(diào)控制、3D 音效、高通濾波器和兩階段可編程陷波濾波器等功能，為音頻開(kāi)發(fā)提供了豐富的自定義空間。

保護(hù)與降噪

具備噗聲噪聲抑制電路，可防止在電源開(kāi)關(guān)和設(shè)備上下電時(shí)產(chǎn)生可聽(tīng)噪聲；還設(shè)有短路和熱保護(hù)電路，保障設(shè)備在異常情況下的安全運(yùn)行。

應(yīng)用場(chǎng)景與接口設(shè)計(jì)

應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

適用于便攜式音頻播放器、手機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)碼電影/靜態(tài)相機(jī)、PMP/DMB 等多種便攜式數(shù)字音頻設(shè)備。

音頻接口與控制

• 音頻接口豐富：支持 I2S、右對(duì)齊、左對(duì)齊和 DSP 格式，可方便地與音頻 DSP 和編解碼器芯片進(jìn)行接口。
• 控制方式靈活：提供 2（I2C）或 3（SPI）線串行控制接口，滿足不同的系統(tǒng)控制需求。

電源與時(shí)鐘

• 電源設(shè)計(jì)：需注意不同部分的電源電壓范圍，合理設(shè)計(jì)電源電路，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 時(shí)鐘設(shè)計(jì)：系統(tǒng)時(shí)鐘輸入有一定的頻率要求和時(shí)序要求，在設(shè)計(jì)時(shí)需嚴(yán)格按照規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，以保證音頻處理的準(zhǔn)確性。

實(shí)際應(yīng)用注意事項(xiàng)

電源上下電順序

為減少可聽(tīng)噗聲噪聲，在電源上下電時(shí)需按照推薦的寄存器設(shè)置順序進(jìn)行操作。例如，上電時(shí)先開(kāi)啟所有電源，再依次設(shè)置各模塊的音量、音頻接口格式、使能檢測(cè)等；下電時(shí)則相反，先進(jìn)行軟靜音操作，再關(guān)閉各模塊電源，最后關(guān)閉所有電源。

寄存器配置

PCM3793A/94A 的功能大多通過(guò)寄存器進(jìn)行配置，如音量調(diào)節(jié)、增益設(shè)置、音效控制等。在實(shí)際應(yīng)用中，需仔細(xì)了解每個(gè)寄存器的功能和位定義，根據(jù)具體需求進(jìn)行準(zhǔn)確配置。例如，通過(guò)設(shè)置寄存器 64 和 65 可獨(dú)立控制耳機(jī)放大器左右聲道的音量，設(shè)置范圍為 6dB 至 - 70dB。

外部元件選擇

根據(jù)文檔推薦，合理選擇外部元件，如電容、電阻等。例如，在 (V_{COM}) 引腳與 AGND 之間連接 4.7μF 的電容，可提供干凈的電壓并避免噗聲噪聲；在音頻輸入輸出端，根據(jù)負(fù)載要求選擇合適的電容和電阻，以優(yōu)化音頻性能。

總結(jié)

PCM3793A/94A 以其豐富的功能、出色的性能和低功耗特性，為便攜式數(shù)字音頻應(yīng)用提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中，電子工程師需要深入理解其各項(xiàng)特性和參數(shù)，合理進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和寄存器配置，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，以滿足不同音頻產(chǎn)品的需求。同時(shí)，也要注意電源管理、接口設(shè)計(jì)和外部元件選擇等方面的細(xì)節(jié)，確保設(shè)備的穩(wěn)定性和音頻質(zhì)量。大家在使用這款編解碼器的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)一些獨(dú)特的問(wèn)題或有什么特別的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。