16/20位立体声音频编解码器PCM3002

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:PCM3002是TI公司推出的16/20位立体声音频编解码芯片。文中简要分析了该芯片的性能特点和工作原理,给出了PCM3002的典型应用电路。 关键词:PCM3002;立体声;编解码器 1 概述 PCM3002是低功耗单片立体声音频编解码器,具有单极性模拟电压输入输出。ADC和DAC能进行64倍过采样的Δ-Σ调制。ADC包括一个数字抽选过滤器,DAC包括一个8倍过采样插值滤波器。DAC还有数字衰减、去加重、无穷零检测、软件静音等功能。它以左、右对齐格式进行操作,并支持IIS 数据格式。PCM3002具有掉电模式,可分别独立地运行于ADC和DAC上。PCM3002的编程函数由软件控制。在工程应用中,该芯片可以作为数字信号处理器(DSP)的音频模拟输入和输出,具有结构简单、便于软件操控、节省布板空间等优点。PCM3002的主要特性如下: ●单片20位Δ-Σ ADC和DAC; ●16/20位数据输入/输出; ●立体声ADC:单极性电压输入;64倍过采样;THD+N(总谐波失真+噪声):-86dB;SNR: 90dB;动态范围:90dB; ●立体声DAC:单极性电压输出;模拟低通滤波器;64倍过采样;THD+N:-86dB;SNR:94dB;动态范围:94dB; ●特殊性能:数字去加重;256级数字衰减;软件静音;数字回送;掉电:ADC/DAC独立; ●采样率:高达48kHz; ●系统时钟:256fs、384fs、512fs; ●单电源+3V供电。 2 内部结构及引脚功能 图1给出了PCM3002的功能简图。采集到的模拟音频信号经过模拟前端后,送入Δ-Σ调制器和数字抽选过滤器,再经调制过滤后以数字形式输出。而输入的数字音频信号经过数字插值滤波器和多级Δ-Σ调制器,然后再经低通滤波并以模拟形式输出给外部设备。 PCM3002采用SSOP-24封装,其引脚排列如图2所示。 3 PCM音频接口 PCM3002的4线数字音频接口包括:LRCIN、BCKIN、DIN、DOUT。它可使用4种数据输入/输出格式(Format 0~3)。在软件方式中,这些格式通过软件寄存器3进行选择。 在一个时钟中,PCM3002可以采用32、48、64位时钟(BCKIN)。当采用32位时钟LRCIN时,只能选择16位数据格式。音频数据输入输出格式见图3。 4 系统时钟 PCM3002的系统时钟频率必须为256fs、384fs或512fs,这里fs是音频采样频率。系统时钟通过SYSCLK引脚输入。PCM3002还有一套系统时钟检测电路,能自动检测系统时钟是否工作在256fs、384fs或512fs。当系统时钟采用384fs或512fs时,它自动将其分离为256fs 。256fs时钟用于操控数字滤波器和Δ-Σ调制器。 4.1 上电复位 PCM3002具有内部上电复位电路。当SYSCLK有效且VDD>2.2V时,产生上电复位。初始化序列需要1024个SYSCLK周期来完成。 4.2 外部复位 PCM3002有一个复位引脚RST。当SYSCLK有效时,外部复位信号必须驱动RST为低至少40ns以初始化复位序列。初始化开始于RST的上升沿,并且需要1024个SYSCLK周期来完成。 图3 4.3 数字音频系统同步 PCM3002通过操作LRCLK来使其与系统时钟同步。LRCIN与系统时钟之间不需要任何特别的相位关系,但必须有同步。若在一个采样周期中由于LRCIN上的相位抖动使系统时钟和LRCIN之间的同步变化多于6个位时钟BCKIN,则DAC的内部操作将在1/fs时间内停止,模拟输出也将被强制到正负零(0.5VCC)直到系统时钟在tDACDLY2延迟时间后又被同步到LR-CLK。与此同时,ADC内部操作也将在1/fs内停止,数字输出代码也将被设置到正负零直到在tADCDLY2延迟时间后同步发生。如果LRCIN在5个或更少的位时钟内同步到系统时钟,其操作将继续进行。 4.4 零标志输出 16引脚ZFLG是无穷零检测标志。当输入数据在65536个BCKIN周期保持为零时,ZFLG为低,否则ZFLG为高阻态。 5 操作控制 在软件方式中,PCM3002通过3线串行接口MC、MD、ML进行控制。通过设置4个16位程序寄存器来实现PCM3002的特殊功能,程序寄存器结构见图4所示。 6 典型应用 作为一个立体声多媒体数字信号编解码器, PCM3002通过语音输入接口采样模拟信号,然后转换成数字信号由微处理器(如DSP)进行处理。微处理器处理完数据后再由PCM3002转换成模拟信号输出,这样用户就可从语音输出接口直接接听到。 PCM3002的输入和输出端口可采用工业标准的3.5MM立体声接口。它可广泛用于多媒体音像设备及消费品的应用设计。图5为PCM3002的一个典型应用电路。

关键字:编解码器

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