采用PCM2902的USB声卡

USB声卡与PCM2902

这是一个使用PCM2902芯片的USB声卡。为了测试数模转换器，我使用PCM2902电路构建了一个简单的USB声卡。该卡具有模拟输入和输出、电气S/PDIF输出、隔离输入以及光学输入和输出TOSLINK。USB声卡的核心是PCM2902，它是一个完整的USB编解码器电路。该电路可处理高达48kHz的采样频率。集成电路包括用于模数转换器和数模转换器的USB控制器、用于3个按钮的HID部分、音量控制、定制转换器以及S/PDIF编码器和解码器。

USB声卡与PCM2902

电路设计基于数据手册的推荐配置。为了提升模拟输出质量，使用了外部电压调节器电路IC2。所有电源电压均通过1uF电容器进行去耦。电路还连接了光学发射器和接收器TOTX173和TORX173。电气S/PDIF输出通过RS422发射器IC4实现。由于商用S/PDIF同轴电缆传输采用不平衡75欧姆阻抗，因此我仅使用一个输出，并通过电阻分压器R13/R14降低输出电压并调整输出阻抗至标准值。大多数情况下输出电压显示为0.6V峰峰值。输出分压器电压稍高，但应无影响。S/PDIF接收器还包含一个RS422驱动器，此次反向用作TTL转换器。输入端通过电阻R7终止，该电阻可放置在脉冲变压器之前或之后。我在变压器前使用电阻时体验更佳。示波器上的脉冲波形更清晰。数字输入通过电气/光学开关连接。如果检测到S/PDIF信号，电路会自动从模拟切换至数字模式。模拟输出未包含外部放大器，因此不能直接连接低阻抗耳机。建议连接至放大器。

无需特殊驱动程序。我在Linux、Windows XP和Windows 7中测试了全部功能，驱动程序已包含在操作系统中。HID按钮、音量控制和静音功能工作正常。

布线

图表格式 Eagle 5

焊接

我们按从小到大的顺序放置PCB组件。首先焊接电路IC1，其尺寸非常小。我用微焊技术固定了两个角引脚。确认电路定位准确后，在所有引脚上涂抹液体助焊剂，以方便焊锡流动，然后用电烙铁和焊锡芯先焊接一侧再焊接另一侧。许多引脚被焊连在一起。多余焊锡用铜编织线轻松吸除，这是专为此目的设计的。接着焊接其他电路，并继续焊接SMD电阻和电容器。然后放置跳线以及上侧所有部件和端部连接器。

布局规划

PCB

PCB设计为单面板，带有两个导线跳线。这使得在业余条件下易于制作。其尺寸与塑料盒U-KP35B匹配。组装后，我发现开关输入连接反向。此处链接已修复。SMD组件尺寸为1206，定位便于良好焊接。

PDF格式 Eagle5

照片

组件

大部分部件购自GM Electronic。USB连接器来自GES Electronic，IC PCM2902由FK Technics等销售。脉冲变压器购自Ebay，具体型号为PE-65612。如果不介意输入未隔离，可用两个100nF电容器替代。

组件列表

标识 值和类型 数量

R1-R2 SMD1206 22R 2个

R3 1M SMD1206 1个

R4, R9-R11 SMD1206 1K5 4个

R5 180k SMD1206 1个

R6 91k SMD1206 1个

R7 SMD1206 75R 1个

R8 2R2 SMD1206 1个

R12 SMD1206 8K2 1个

R13 SMD1206 360R 1个

R14 SMD1206 91R 1个

R15 SMD1206 330R 1个

C1-C8 1uF 陶瓷SMD1206 8个

C9-C14 10uF/25V 电解电容器 SMD尺寸B 6个

C15-C16 22pF 陶瓷SMD1206 2个

C17 10nF 陶瓷SMD1206 1个

C18-C20 100nF 陶瓷SMD1206 3个

IC1 PCM2902, PCM2902B 1个

IC2 LP2951CM SMD SO-08 1个

IC3-IC4 75176B SMD SO-08 2个

L1 47uH 轴向 1个

LED1 2 mA 绿色LED 1个

OX1 TORX173 东芝 1个

OX2 TOTX173 东芝 1个

Q1 12MHz 迷你晶体 1个

S1-S3 6x6mm 高微动开关 3个

S4 P-开关 KNX125 1个

TR1 LL1572 或 S22083 或 PE-65612 1个

X1 USB miniUSB 插座 PCB MBW 1个

X2-X3 3.5英寸插孔 EBS35 2个

X4-X5 RCA插孔 PCB TOBU3 2个

Krab1 塑料盒 U-23 mm x 54mm x 104 mm KP35B 1个

结论

所述连接工作可靠。测量参数大致符合数据手册。如果仅使用部分输入或输出，无需组装所有连接器。除PCM2902电路外，昂贵的光学收发器和变压器也需考虑。该布线可用作第二声卡，或作为S/PDIF输出连接至带数字输入的立体声放大器。数字输入可连接其他数字音频源，如DAT、MiniDisc、CD播放器等。参数测量程序我使用了RightMark Audio Analyzer (RMAA) 和 Baudline。在RMAA中，Windows 7下的结果远差于Windows XP。音量控制也存在异常。我仅在图示中进行了Linux下的测试。