德州仪器PCM1850A/1851A：高性能立体声A/D转换器的卓越之选

在音频处理领域，一款高性能的A/D转换器对于确保音频质量至关重要。德州仪器的PCM1850A/1851A就是这样一款值得关注的产品，它集多种强大功能于一身，为音频应用提供了出色的解决方案。

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产品概述

PCM1850A/1851A是一款高性能、低成本的单芯片立体声模拟到数字转换器，拥有单端模拟前端，包含6路立体声输入多路复用器和宽范围可编程增益放大器（PGA）。它采用高度先进的CMOS工艺制造，封装为小巧的32引脚TQFP，适用于各种对成本敏感且对性能有要求的DVD/CD/MD记录器和接收器应用。

关键特性

1. 多路复用器和可编程增益放大器（PGA）

• 输入通道：具备6×2通道单端输入，提供了丰富的输入选择。
• 最大输入电平：可达2.4V rms，能适应不同强度的音频信号。
• 输入电阻：最小为50kΩ，确保信号的稳定传输。
• PGA增益：范围在11dB至 - 11dB之间，步长为0.5dB，可灵活调整信号增益。

2. 24位Delta - Sigma立体声A/D转换器

• 抗混叠滤波器：包含过采样抽取滤波器，过采样频率为×64，通带纹波仅为±0.05dB，阻带衰减达 - 65dB，有效减少信号失真。
• 片上高通滤波器：在48kHz时为0.91Hz，可去除输入信号的直流分量。

3. 高性能指标

• 总谐波失真加噪声（THD + N）：典型值为0.0023%，确保音频信号的高保真度。
• 信噪比（SNR）：典型值为101dB，提供清晰的音频信号。
• 动态范围：典型值为102dB，能捕捉到更广泛的音频信号范围。

4. PCM音频接口

• 模式选择：支持主/从模式，可根据实际应用需求灵活切换。
• 数据格式：支持24位左对齐、24位I2S、16位和24位右对齐等多种数据格式。
• 控制方式：PCM1850A通过SPI控制，PCM1851A通过I2C控制，方便与不同的系统进行集成。
• 采样率：范围为16 - 96kHz，满足多种音频采样需求。
• 系统时钟：支持256 fs、384 fs、512 fs、768 fs等多种时钟频率。

5. 电源供应

采用双电源供电，模拟部分为5V，数字部分为3.3V，确保不同电路的稳定运行。

应用领域

PCM1850A/1851A适用于多种音频相关的应用场景，如DVD/HDD/DVD + HDD记录器、AV放大器接收器、CD记录器、MD记录器、多轨记录器以及电子乐器等。

详细技术解析

1. 系统时钟

PCM1850A/1851A支持256 fs、384 fs、512 fs和768 fs作为系统时钟，系统时钟需从SCKI（引脚7）输入。在从模式下，芯片的系统时钟检测电路可自动识别时钟频率；在主模式下，需通过串行端口进行模式控制来选择系统时钟频率。不过，768 fs系统时钟在主模式或从模式下的fs = 88.2kHz和96kHz时不可用。系统时钟会自动分频为128 fs和64 fs，分别用于数字滤波器和Delta - Sigma调制器的运行。

2. 上电复位序列

芯片具有内部上电复位电路，当电源电压（VDD）超过2.2V（典型值）时，会自动进行初始化（复位）。在VDD < 2.2V（典型值）以及VDD > 2.2V（典型值）后的1024个系统时钟内，芯片处于复位状态，数字输出被强制为零。复位状态释放后，经过4500/f的时间，数字输出才有效。上电复位释放时，芯片不需要系统时钟。

3. 模拟前端

PCM1850A/1851A的模拟前端电路包含多路复用器和PGA，输入选择和PGA增益可通过串行端口进行模式控制。在通道和增益切换时，可能会在音频信号中产生爆音或其他意外的瞬态响应，因此建议在数字域进行适当的数据处理以控制瞬态。该模拟前端仅允许通过输入电容进行交流输入，禁止直流输入，并且建议VIN XX引脚的信号源电阻小于1kΩ。未选中的通道输入通过电阻（典型值为57kΩ）连接到VREFS（= 0.5VCC）。芯片通过MOUTL/R引脚（引脚12和11）监控多路复用器输出，这些引脚的负载必须交流耦合且不小于10kΩ，满量程输出电平典型值为0.6VCC。

4. 串行音频数据接口

PCM1850A/1851A通过BCK（引脚2）、LRCK（引脚1）和DOUT（引脚3）与音频系统进行接口。支持主/从模式，可通过串行端口的模式控制进行选择。在主模式下，芯片为串行音频数据通信提供时序；在从模式下，芯片从外部控制器接收数据传输的时序。

总结

PCM1850A/1851A凭借其丰富的功能、高性能指标和灵活的配置，为音频处理应用提供了可靠的解决方案。无论是在音频记录设备还是电子乐器等领域，都能发挥出出色的性能。电子工程师在设计相关产品时，不妨考虑这款优秀的A/D转换器，它有望为产品带来更高的音频质量和更好的用户体验。你在使用类似的A/D转换器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。