AD1955解碼器設(shè)計(jì)流程圖

AC3/DTS解碼器(AC3/DTS CODEC)V2.0 中文版

• 類型：音頻處理大�。�553KB語(yǔ)言：中文 評(píng)分：3.7
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繼CS439之后，又設(shè)計(jì)了這款A(yù)D1955的解碼器，AD1955的綜合性能要優(yōu)于CS4398，當(dāng)然由低通模擬單元造成的成本也會(huì)大幅增加。

本DAC設(shè)計(jì)中，數(shù)字接收單元采用CS8416，電源部分則認(rèn)真挑選了普通三端穩(wěn)壓器，保證電壓配對(duì)與誤差，電壓轉(zhuǎn)換則采用OPA627BP運(yùn)放，單顆運(yùn)放價(jià)值160多人民幣，想不好聲都難，電壓轉(zhuǎn)換都用了OPA627BP，低通濾波自然采用與之配套的OPA637BP，6顆運(yùn)放都上千了，“俄滴神啊”，不知大家有何感想了。本次設(shè)計(jì)，外觀上采用了與上款439dac相同的機(jī)械外觀尺寸，好處就是一旦做了外殼，可以通用。以下就整體設(shè)計(jì)展開詳細(xì)描述。

CS8416內(nèi)部功能圖如下：

CS8416是CIRRUS LOGIC近期產(chǎn)品之一，是192KHZ數(shù)字音頻接收芯片，工作電壓為3.3V，兼容5V TTL邏輯電平，與其它同類產(chǎn)品比，內(nèi)部還整合了8通道模擬切換開關(guān)，十分方便進(jìn)行多通道輸入選擇，簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)。CS8416的工作坊式分為軟件控制模式和硬件控制模式，在軟件控制模式下需要借助外部MCU對(duì)CS8416內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫操作才能完成控制，會(huì)有較為復(fù)雜的外圍設(shè)計(jì)以及一定的技術(shù)難度，對(duì)于我們業(yè)余玩家來(lái)說意義不是很大，所以筆者在本設(shè)計(jì)中選擇CS8416為硬件控制模式，硬件模式下數(shù)據(jù)流程如下：

從圖二中可以看出，在硬件控制模式下，CS8416的使用更加簡(jiǎn)潔，外部輸入通道減少為4個(gè)，它的各種工作模式則由相應(yīng)得引腳的系統(tǒng)復(fù)位期間的邏輯電平來(lái)決定，硬件控制模式下的各引腳定義見表一：

從表一可以看出，我們首先必須把SDOUT管腳接地才能為硬件控制模式；由于筆者為單一芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)，所以RCBL自然選擇為拉高----首選模式；音頻格式設(shè)定1和0就是我們常說的IIS數(shù)據(jù)的選擇控制了，對(duì)于CS8416，“設(shè)定1”必須接地，“設(shè)定0”則必須拉高，這樣CS8416的串行音頻數(shù)據(jù)輸出端口就可以獲得我們所需要IIS 24bit數(shù)據(jù)流了；U接地選擇256Fs；TX接地；96KHZ接地；NV/RERR接地。至此，CS8416的工作方式就完全確定啦。

圖三所示為CS8416工作于硬件模式的引腳定義圖，但是他們?cè)趯?shí)際的使用還是有一定的要求的，下面對(duì)各引腳作簡(jiǎn)單的說明：

1腳：輸入通道3

2腳：輸入通道2

3腳：輸入通道1

4腳：輸入通道0

這4個(gè)輸入通道的中不使用的通道可以懸浮或者直接接地處理，通道的選擇由10腳和11腳的邏輯電平控制�？梢暂斎雴味诵盘�(hào)或者差分信號(hào)。輸入差分信號(hào)的時(shí)候需要與5腳配合。

5腳：差分輸入的負(fù)端。當(dāng)采用單端輸入的時(shí)候，該引腳通過一個(gè)耦合電容接地。

6腳：VA。該腳為芯片內(nèi)波模擬電路供電電源，該電源的精度則直接影響到時(shí)基抖動(dòng)，對(duì)輸出信號(hào)的穩(wěn)定性造成影響。電壓要求為3.3V

7腳：AGND。電源VA的模擬地。

8腳：鎖相環(huán)濾波器接入腳。為了保證穩(wěn)定性，濾波器RC網(wǎng)絡(luò)的接地端一定要與7腳AGND盡可能短。

9腳：復(fù)位輸入腳。低電平有效。

10腳：數(shù)據(jù)格式設(shè)定1

11腳：數(shù)據(jù)格式設(shè)定0

12腳：TX輸出與RX通道直通選擇設(shè)定1

13腳：TX輸出與RX通道直通選擇設(shè)定0

當(dāng)TX不被使用的時(shí)候，請(qǐng)將TX通道設(shè)定到不被用到的輸入通道上。

14腳：接收數(shù)據(jù)不能識(shí)別指示

15腳：音頻數(shù)據(jù)流指示。

16腳：96KHZ采樣頻率檢測(cè)。當(dāng)采樣頻率小于等于48KHZ的時(shí)候，輸出低電平；大于88.1KHZ的時(shí)候輸出高電平。

17腳：數(shù)據(jù)接收器狀態(tài)輸出

18腳：U狀態(tài)輸出

19腳：C狀態(tài)輸出

20腳：TX輸出引腳。

21腳：內(nèi)部邏輯電路電源輸入。電壓為3.3V或者5V。

22腳：內(nèi)部邏輯門電路電源地與內(nèi)部音頻數(shù)據(jù)處理單元電源地。

23腳：內(nèi)部音頻數(shù)據(jù)處理單元電源輸入。電壓為3.3V。

24腳：主時(shí)鐘輸出。

25腳：外部時(shí)鐘輸入。

26腳：串行音頻數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)位輸出。

27腳：串行音頻數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘輸出。

28腳：串行音頻數(shù)據(jù)流左右通道分割時(shí)鐘輸出。

CS8416無(wú)論工作與硬件控制還是軟件控制模式下，都可以通過串行通訊口與內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀操作，筆者雖沒有在電路中設(shè)計(jì)有MCU，但是在電路中保留了IIC串行通訊接口，方便以后加裝MCU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能。有關(guān)內(nèi)部寄存器組這里不再詳述，有興趣的同好可以自己翻閱CS8416數(shù)據(jù)手冊(cè)去研究。

本次設(shè)計(jì)的核心芯片是ANALOG公司出品的高性能多位西格瑪-德爾塔轉(zhuǎn)換器件AD1955，該芯片為單電源供電，支持采樣頻率達(dá)192khz ，在48khz采樣頻率應(yīng)用下信噪比可達(dá)120DB，內(nèi)部整合有8倍過采樣頻率數(shù)字濾波器。方便設(shè)計(jì)者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并以較低的代價(jià)即可構(gòu)成高性能的應(yīng)用。在其他同類芯片中，還有CS4398，PCM1798等也具有各自的特點(diǎn)，但是縱觀ad1955的模擬轉(zhuǎn)換器的電流輸出能力，AD1955居然達(dá)到8.64ma P-P值，并且還需要設(shè)置有3.24ma的偏置輸入電流保證，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用往往容易發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)，性能的提升必然要以功耗的付出做代價(jià)，效率的提升必然以工藝的改善為基礎(chǔ)。

AD1955 DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部功能塊結(jié)構(gòu)圖如圖四，從結(jié)構(gòu)圖就可以發(fā)現(xiàn)該芯片的應(yīng)用設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單明了，并無(wú)太多的邏輯設(shè)定。和CS8416一樣，該芯片同樣可以采用外部MCU控制使其工作于軟件控制模式，但是該芯片的特點(diǎn)就是當(dāng)沒有外部MCU來(lái)寫內(nèi)部寄存器的時(shí)候，只要數(shù)據(jù)格式符合內(nèi)部寄存器的初始默認(rèn)值就可以正常工作，很方便設(shè)計(jì)者構(gòu)成單片應(yīng)用設(shè)計(jì)。對(duì)于AD1955的深層應(yīng)用設(shè)計(jì)，筆者在這里不再描述。

AD1955的引腳圖如圖五所示，對(duì)于不用的輸入引腳（DSD數(shù)據(jù)輸入端口），直接接地處理；不用的輸出引腳（左右通道0標(biāo)志輸出引腳），懸浮處理；串行通訊口用上拉電阻接到電源即可。