SRC4392：專業(yè)數(shù)字音頻系統(tǒng)的高性能解決方案

在專業(yè)和廣播數(shù)字音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，音頻處理和傳輸?shù)馁|(zhì)量與穩(wěn)定性至關(guān)重要。德州儀器的SRC4392芯片，作為一款高度集成的CMOS設(shè)備，為這一領(lǐng)域帶來了強(qiáng)大且可靠的解決方案。今天，我就和大家詳細(xì)分享一下這款芯片。

文件下載：src4392.pdf

芯片特性亮點(diǎn)紛呈

強(qiáng)大的采樣率轉(zhuǎn)換能力

SRC4392擁有兩路異步采樣率轉(zhuǎn)換器（SRC），其性能十分出色。動態(tài)范圍在 -60dB輸入（A加權(quán)）時可達(dá)144dB典型值，總諧波失真加噪聲（THD + N）在滿量程輸入時為 -140dB典型值。它支持高達(dá)24位的音頻輸入和輸出數(shù)據(jù)字長，輸入和輸出采樣頻率最高可達(dá)216kHz。而且，它能自動檢測輸入到輸出的采樣比率，轉(zhuǎn)換范圍寬至16:1到1:16連續(xù)，還具備卓越的抖動衰減特性。

集成的音頻接口收發(fā)功能

它集成了數(shù)字音頻接口接收器（DIR）和發(fā)射器（DIT）。DIR的PLL鎖定范圍涵蓋20kHz至216kHz的采樣率，還包括四個差分輸入線接收器和一個輸入多路復(fù)用器。DIT則支持高達(dá)216kHz的采樣率，包含差分線驅(qū)動器和CMOS緩沖輸出。

靈活的音頻串口與通用輸出

芯片有兩個音頻串行端口（A和B），支持與外部信號處理器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和邏輯的同步串行接口，能在高達(dá)216kHz的采樣率下以從模式或主模式運(yùn)行，還支持多種數(shù)據(jù)格式和最長24位的音頻數(shù)據(jù)字長。此外，還有四個通用數(shù)字輸出，可通過控制寄存器進(jìn)行多功能編程。

完善的電源管理與封裝選擇

SRC4392提供廣泛的掉電支持，功能模塊在不使用時可單獨(dú)禁用，由 +1.8V核心和 +3.3V I/O電源供電。它有QFN - 40和小型TQFP - 48兩種封裝，其中TQFP - 48與SRC4382和DIX4192兼容。

應(yīng)用場景廣泛多樣

SRC4392適用于眾多數(shù)字音頻應(yīng)用場景，如數(shù)字音頻錄音機(jī)和混音臺、計(jì)算機(jī)的數(shù)字音頻接口、數(shù)字音頻路由器和分配系統(tǒng)、廣播工作室設(shè)備、DVD/CD錄音機(jī)、環(huán)繞聲解碼器和A/V接收器以及汽車音頻系統(tǒng)等。

關(guān)鍵功能深度解析

異步采樣率轉(zhuǎn)換（SRC）

SRC功能可將任意輸入采樣率轉(zhuǎn)換為所需的輸出采樣率，輸入輸出采樣率可在1:16到16:1的范圍內(nèi)不同或相等，且支持完全異步和同步操作。它通過內(nèi)部速率估計(jì)邏輯自動確定輸入到輸出的采樣比率，實(shí)時更新重采樣器參數(shù)，無需編程。此外，還具備輸出軟靜音、數(shù)字衰減、數(shù)字去加重濾波等功能，并且可以對插值濾波器的群延遲進(jìn)行編程，還提供簡單的字長縮減機(jī)制。

數(shù)字接口接收器（DIR）

DIR負(fù)責(zé)AES3解碼和時鐘恢復(fù)，其鎖定范圍為20kHz至216kHz。它有四個差分線接收器，輸出連接到兩個1 - of - 4數(shù)據(jù)選擇器，可選擇輸入源或?qū)崿F(xiàn)旁路功能。DIR需要一個參考時鐘，通過PLL1將其倍頻作為AES3解碼器的過采樣時鐘，解碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)解復(fù)用器分離音頻和狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行緩沖，還能恢復(fù)一個低抖動主時鐘。

數(shù)字接口發(fā)射器（DIT）

DIT將兩通道或數(shù)據(jù)縮減的音頻輸入流編碼為AES3編碼的輸出流，有差分線驅(qū)動器和CMOS緩沖輸出。它需要一個主時鐘源，通過控制寄存器選擇輸入數(shù)據(jù)源、主時鐘分頻器、通道狀態(tài)和用戶數(shù)據(jù)來源，還能自動管理奇偶校驗(yàn)位。AES3編碼器有輸出靜音功能，BLS引腳可作為輸入或輸出控制塊開始條件。

音頻串行端口

兩個音頻串行端口支持高達(dá)216kHz的采樣率和24位的音頻數(shù)據(jù)字長，支持多種串行數(shù)據(jù)格式。左右字時鐘和位時鐘可配置為主模式或從模式，主模式下時鐘由內(nèi)部時鐘分頻器從選定的主時鐘源派生，從模式下時鐘由外部音頻設(shè)備提供。

接口與操作要點(diǎn)明確

主機(jī)接口

SRC4392支持4線SPI端口和2線Philips I2C總線接口。SPI端口支持高達(dá)40Mbps的高速串行數(shù)據(jù)傳輸，可進(jìn)行寄存器和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的讀寫操作；I2C總線接口支持標(biāo)準(zhǔn)和快速模式，標(biāo)準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)100kbps，快速模式最高可達(dá)400kbps。

中斷輸出

芯片有多個內(nèi)部狀態(tài)位，可設(shè)置觸發(fā)中斷信號，中斷信號通過INT引腳輸出，這是一個有源低電平、開漏輸出，需要一個上拉電阻連接到VIO電源軌。

設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)用建議

電源供應(yīng)與旁路

推薦的電源電壓范圍為VDD18在 +1.65V至 +1.95V，VDD33在 +3.0V至 +3.6V，VIO在 +1.65V至 +3.6V，VCC在 +3.0V至 +3.6V。使用0.1μF的旁路電容靠近器件放置，并連接到相應(yīng)的電源和地引腳，再將地引腳直接連接到PCB的接地平面。還可并聯(lián)較大值的電容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定對芯片性能的影響。

輸入輸出接口

在接收器輸入接口方面，專業(yè)數(shù)字音頻推薦使用110Ω平衡線接口和變壓器耦合；消費(fèi)和廣播音頻可使用75Ω同軸電纜接口，有帶變壓器和不帶變壓器的設(shè)計(jì)；對于光學(xué)接口，要根據(jù)光學(xué)接收器的電源情況進(jìn)行連接，可能需要電平轉(zhuǎn)換器。在發(fā)射器輸出接口方面，同樣有平衡和不平衡線接口設(shè)計(jì)，光學(xué)接口可使用AESOUT輸出驅(qū)動，必要時添加電平轉(zhuǎn)換邏輯。

結(jié)語

SRC4392芯片以其高性能、多功能和靈活性，為專業(yè)和廣播數(shù)字音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了全面且可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們要充分考慮其各項(xiàng)特性和參數(shù)，合理設(shè)計(jì)電路，以確保芯片發(fā)揮出最佳性能，滿足不同音頻應(yīng)用場景的需求。大家在使用過程中遇到任何問題或者有新的發(fā)現(xiàn)，歡迎在評論區(qū)一起交流探討！