探索PCM67/69A：高性能18位音频DAC的卓越之选

在音频数字到模拟转换的领域中，PCM67和PCM69A这两款18位双音频DAC凭借其出色的性能和广泛的适用性，成为了电子工程师们的热门选择。今天，我们就来深入探讨一下这两款DAC的特点、性能以及应用。

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一、PCM67/69A的特性亮点

1. 高分辨率与低失真

PCM67和PCM69A拥有18位的分辨率，能够提供高精度的音频转换。在总谐波失真（THD）性能方面表现卓越，K级产品在满量程（F/S）时THD低至0.0025%（–92dB），在–60dB时为1.0%（–40dB）。这种低失真特性确保了音频信号的纯净度，为听众带来更真实的听觉体验。

2. 高信噪比与低功耗

高信噪比（S/N）是衡量音频DAC性能的重要指标之一。PCM67/69A的典型S/N比达到110dB（IHF - A），能够有效减少噪声干扰，提升音频质量。同时，它们采用单+5V电源供电，典型功耗仅为75mW，具有出色的节能效果，适合各种对功耗有要求的应用场景。

3. 灵活的采样与封装

这两款DAC具备16倍过采样能力，能够进一步提升音频的分辨率和质量。在封装方面，提供了节省空间的16引脚DIP或20引脚SOIC封装，方便工程师根据实际需求进行选择。此外，它们的工作温度范围为–25°C至+85°C，能够适应不同的工作环境。

二、技术原理与架构

PCM67和PCM69A采用了一种新颖的架构，结合了传统的薄膜R - 2R梯形DAC、数字偏移技术、模拟校正以及先进的一阶噪声整形一位DAC。这种架构的优势在于能够实现高分辨率、最小的毛刺和低过零失真。

传统的10位DAC通过激光微调，使每个位的权重达到18位线性度。而一位DAC的权重等于第10位，并采用一阶噪声整形器生成“位流”。为了减少传统DAC的主要进位误差，PCM67/69A采用了偏移技术，当数字输入代码为正时，从输入代码中减去第n位，并通过一位DAC切换一个等于第n位权重的偏移电流进行补偿。

三、关键性能指标

1. 分辨率与动态范围

PCM67/69A的分辨率为18位，动态范围在–60dB相对于满量程时达到106dB，能够提供丰富的音频细节和宽广的动态表现。

2. 总谐波失真+噪声（THD + N）

这是音频DAC的关键指标之一。PCM67/69A在不同的信号电平下都表现出较低的THD + N。例如，在991Hz、满量程（0dB）、采样频率为352.8kHz时，不同等级的产品THD + N可达–86至–95dB。

3. 通道分离度

通道分离度在1kHz时达到106dB，能够有效减少左右声道之间的串扰，确保音频的立体声效果。

4. 增益误差与增益失配

增益误差定义为输出电流跨度与理想跨度（1.2mA）的偏差，PCM67/69A的典型增益误差为±3%。通道间的增益失配定义为左右声道增益误差的差值，典型值为±1%至±5%。

四、系统时钟与逻辑时序

1. 系统时钟要求

PCM67只能支持384Fs的相关系统时钟频率，如192Fs、96Fs；而PCM69A则能够支持从48Fs到384Fs的任何系统时钟，但需要满足一定的时序条件。

2. 逻辑时序

串行数据位的传输在正位时钟（BCK）边缘触发，串行到并行的数据传输到DAC在字时钟（WDCK）的下降沿发生，DAC输出的变化与WDCK的下降沿同步。

五、安装与应用注意事项

1. 电源供应

PCM67/69A只需+5V电源供电，模拟和数字电源应在单点连接，以减少电源噪声对输出的影响。同时，应使用电源去耦电容来提高电源抑制比。

2. 滤波电容要求

不同大小的去耦电容可用于减少周围电路的噪声拾取，所有电容应尽可能靠近PCM67/69A的相应引脚。

3. 接口控制功能

PCM67和PCM69A（SOIC封装）支持16位L/R串行输入和20位L/R并行输入，而PCM67P和PCM69AP（DIP封装）仅支持18位L/R串行输入。

六、应用场景

PCM67和PCM69A的低功耗、小尺寸和高性能使其适用于各种数字音频应用，如CD播放器、数字乐器和音频DSP等。在CD播放器中，PCM67的数字偏移发生在第9位，非常适合高性能CD播放器的应用；而PCM69A的数字偏移发生在第4位，是数字乐器和音频DSP的理想选择。

总之，PCM67/69A以其卓越的性能和灵活的应用特性，为电子工程师在音频DAC设计中提供了一个可靠的解决方案。在实际应用中，工程师们需要根据具体的需求和设计要求，合理选择和使用这两款DAC，以实现最佳的音频效果。你在使用类似DAC时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。