解锁专业音频新体验：PCM4104-EP音频DAC深度剖析

在专业音频应用领域，一款高性能的数模转换器（D/A）至关重要。今天，我们就来详细聊聊德州仪器的PCM4104-EP，一款专为专业音频系统打造的四通道D/A转换器。

文件下载：PCM4104IPFBREP.pdf

一、核心特性亮点多

高性能与多格式支持

PCM4104-EP支持16 - 24位线性PCM输入数据，采样频率高达216 kHz，能满足多种音频数据处理需求。它支持左对齐、右对齐、I2S和TDM等数据格式，特别是TDM格式，对于与数字信号处理器的同步串口接口十分友好，还能支持两个PCM4104设备在单条三线串行接口上进行级联，形成高性能的八通道D/A转换系统。

架构优势显著

采用了delta - sigma架构，结合高性能多级调制器和开关电容输出滤波器。这种架构的好处是能有效降低带外噪声，并且对系统时钟相位抖动具有较高的容忍度。例如在复杂的音频环境中，也能保证较好的音频质量。

丰富功能助力音频处理

具备数字去加重滤波器，适用于32kHz、44.1kHz和48kHz采样率；有数字混音功能、软静音功能和数字衰减功能（软件模式下衰减范围为0 dB到 - 119.5 dB）等。这些功能为音频处理提供了更多的灵活性和可能性。

低功耗设计

相比大多数同类立体声音频D/A转换器，PCM4104-EP的功耗更低，这对于高通道数应用来说非常关键，能有效降低D/A转换子系统的整体功耗预算。

二、电气参数细解读

时钟与采样频率

系统时钟频率与采样模式相关，单速率和双速率采样模式下为256fS，四速率采样模式下为128fS。不同采样模式对应不同的系统时钟频率和采样频率范围，例如单速率采样模式下采样频率范围是24 - 54 kHz。

动态性能出色

在24位数据和不同采样频率下，动态性能表现优秀。如在fS = 48 kHz时，A加权动态范围可达118 dB，总谐波失真 + 噪声（THD + N）为 - 100 dB；在fS = 96 kHz和fS = 192 kHz时也有类似良好的表现。即使是16位数据，在fS = 44.1 kHz时，也有不错的动态性能。

供电与功耗

需要5V模拟电源和3.3V数字电源供电。功耗方面，不同采样频率下功耗不同，例如fS = 48 kHz时典型功耗为203 mW，fS = 96 kHz时典型功耗为220 mW，fS = 192 kHz时典型功耗为236 mW。还有电源关断模式，能进一步降低功耗。

三、关键应用与设计要点

适用场景广泛

适用于多种专业音频设备，如数字混音台、数字音频工作站、数字音频效果处理器、广播 studio设备、环绕声处理器和高端A/V接收器等。

系统时钟设计

需要在SCKI输入引脚提供系统时钟，系统时钟频率是输入采样频率的整数倍，支持128fS、192fS、256fS、384fS、512fS或768fS。虽然该芯片对系统时钟相位抖动有一定容忍度，但为了获得最佳性能，建议使用低抖动时钟（100皮秒或更低）。

复位操作

具备三种复位功能：上电复位、外部复位和软件控制复位。上电复位时，需等电源满足条件且检测到系统时钟后，经过1024个系统时钟周期完成初始化；外部复位可通过RST输入引脚触发，低电平有效且最小脉冲宽度为40纳秒；软件控制复位在软件模式下，通过控制寄存器6中的RST位（高电平有效）触发。复位和初始化期间，四个通道的模拟输出会静音。

电源关断

将RST输入引脚置低至少65,536个系统时钟周期，可使芯片进入电源关断模式。在此模式下，内部时钟停止，模拟输出设为高阻态，还可移除系统时钟以进一步节能。

四、结语

总的来说，PCM4104-EP凭借其高性能、多格式支持、低功耗和丰富的功能，在专业音频应用领域具有很大的优势。电子工程师在设计专业音频系统时，PCM4104-EP是一个值得考虑的优秀选择。但在实际应用中，还需要根据具体的设计需求，合理设计系统时钟、复位电路和电源管理等，以充分发挥该芯片的性能。大家在使用PCM4104-EP过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。