TI 音频指南

1Q 2008 AB类和D类放大器、 音频转换器、时钟、 数字信号处理、接口、 开关和USB音频 音频指南 音频解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 指南 德州仪器 1Q 2008 2 音频解决方案指南 目录 音频系统概述 3 音频放大器 4 模拟输入D类扬声器放大器 4 数字输入D类扬声器放大器 5 脉宽调制(PWM)输入D类功率级 6 AB类扬声器放大器 7 耳机放大器 8 低功耗音频放大器子系统 9 麦克风前置放大器 10 线路驱动器/接收机及信号调节放大器 11 音量控制 12 音频转换器 13 便携式音频转换器 13 家庭及专业音频转换器 14 带集成触摸屏控制器的音频转换器 15 接口及采样率转换器 16 S/PDIF接口及采样率转换器 16 USB音频 17 带USB接口的音频控制器及转换器 17 处理器 18 数字音频处理器及片上系统(SoC) 18 脉宽调制处理器 19 数字信号处理器 20 模拟开关 21 想縮短研發時間、降低產品成本、并讓產品快速投放市場 ? TI產品信息中心訓練有素的技術支持團隊能在線提供您全方位的產品信息 無論是... 立刻撥免費熱線：800-820-8682 獲取免費的技術支持 服務時間：星期一 ∼ 五．上午 9:00 ∼ 下午 6:00 歡迎您注冊成為my.TI會員，以獲得更快捷的服務和更全 网站：http://www.ti.com.cn/contactus ．為您選擇最佳的芯片和系統方案 ．為您找到獲得樣片的最快途徑 ．為您分析并解決在開發調試中遇到的問題 ．為您提供產品設計開發的經驗和技巧 ．為您推荐最佳授權代理商 ．為您遞送免費的產品書籍/CD ．為您所想，不遺余力...... 模拟多路复用器及开关 21 选择指南 22 模拟输入D类扬声器放大器 22 数字输入D类扬声器放大器 22 脉宽调制(PWM)输入D类功率级 22 AB类扬声器放大器 23 耳机放大器 23 低功耗音频放大器子系统 23 麦克风前置放大器 24 线路驱动器/接收机及信号调节放大器 24 音量控制 24 音频转换器 25 语音基带编解码器(Codec) 27 带集成触摸屏控制器的音频转换器 27 S/PDIF接口及采样率转换器 28 带USB接口的音频控制器及转换器 28 数字音频处理器 29 数字音频片上系统 29 脉宽调制处理器 29 数字信号处理器 29 DaVinci™数字媒体处理器 30 音频时钟 31 模拟多路复用器及开关 32 资源 33 封装 33 音频工具 34 SLYY013B 德州仪器 中国产品信息中心 my. TI TI 創建了全新版本的 my.TI，提供全新的外觀和新型的用戶 友好特性並為中國客戶提供本地語言功能。 帳戶設置優勢： ． my.ti 主頁上提供每周新聞稿摘要 ．訂購免費樣片 ．管理新聞簡報和電子郵件警報 ．登記參加活動 ．注冊電子郵件警報 ．更方便的電子郵件管理与訂閱 网站：http://www.ti.com.cn/hdr_my_ti 新用戶請現在就登錄，享受多重服務，舊用戶請登錄更新信息！ 立刻撥免費熱線：800-820-8682 獲取免費的技術支持。 服務時間：星期一 ∼ 五．上午 9:00 ∼ 下午 6:00 歡迎您注冊成為my.TI會員，以獲得更快捷的服務和更全面的產品資料。 网站：http://www.ti.com.cn/contactus SQS 小批量銷售 TI于2007年与半導体代理商世平集團合作推出全新TI小 批量器件銷售服務，專門針對產品開發及研制初期對 小批量IC產品需求而設，為顧客提供更全面的服務。 ．超過6000種器件，任君選購 ．網絡訂單，快捷方便 ．小批量銷售，沒有最低訂購金額 (MOV) 的要求 ．沒有原廠標準包裝數(SPQ)和最小訂購數(MOQ)要求 ．訂購熱線 : +86-755-83580555 ．電子信箱 : spp@wpgchina.com ．网站: http://spp.wpgchina.com/sqs ZHCY005B 2 � 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 2 �音频解决方案指南 音频系统概述 当今的消费者希望买到具有价格竞争力且更富有特色的高品质 多功能音频产品。他们所期望的是高保真、纯净透明的音频效果， 而不会顾及音频的格式或音源，更不管是在居家环境中抑或是“在 路上”。 通过所有数字音频组件和数字+模拟音频解决方案的组合，德州 仪器(TI)可帮助您满足上述的消费者需求。可编程组件性能的扩展空 间和设计的灵活性，可帮助您以一个具有竞争力的成本价格构建出 更逼真、栩栩如生且具有更多功能性的音频系统。 TI为您的音频设计提供了完备的解决方案，包括了硅芯片、软 件、应用知识及区域性的技术支持，可帮助您以成功的设计更快的 赢取市场。 从业界领先的DSP及高性能的模拟器件到逻辑器件及扩展的应用 软件组合，TI同时为最简单及最复杂的音频设计提供了最为可靠、可 扩展且最高功效的解决方案。 《音频解决方案指南》使您可以更轻松的浏览TI的音频产品组 合。对于音频信号链路中的每一个产品功能，本指南都给出了颇具 特点的详尽设计考虑因素，为入门级及资深的音频设计人员提供了 重要的信息。同时，您还可以查阅本 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 详细的选择指南以辅助您优 化决策。 Texas Instruments 1Q 2008 Audio Solutions Guide Today’s consumers demand high-quality, multifunction audio products that are cost competitive and feature-rich. They expect high-fidelity, crystal-clear audio sound regardless of the format or source and whether they’re at home or on the go. Texas Instruments (TI) helps meet these consumer demands through our portfolio of all-digital audio components and our digital + analog audio solutions. Programmable components with performance headroom and design flexibility help you build audio systems with true, lifelike sound and broad functionality at a competitive cost. TI provides complete solutions for your audio designs including silicon, software, application knowledge and local technical support, helping you get to market fast with a winning design. DAC DSP or Digital Audio Processor PWM Processor Sample Rate Converter Sample Rate Converter Clock DriverPower Management Digital Interface Transceiver DIRDIT USB Interface Power Stage Touch-Screen Controller Codec OR Integrated TSC/Codec Integrated SRC/DIX DIX Speaker Amplifier Mic Pre-Amp Amplifier PGA Line Driver ADC Line Receiver Op Amp TI Product Key Audio systems require a wide array of analog and digital support components. From industry-leading DSPs and high-performance analog to logic and an extended portfolio of application software, TI delivers the most reliable, scaleable and power-efficient solutions for both simple and complex audio designs. The Audio Solutions Guide makes it easier than ever for you to explore TI’s audio portfolio. For each product function in the audio signal chain, the guide now features detailed design considerations with important information for new and experienced audio designers. You’ll also find detailed selection guides to help you refine your decisions. Audio Solutions Guide Audio Systems Overview 3 ➔ 音频系统需要一系列的模拟及数字器件的支持。 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 � �� �音频放大器（D类） 针对模拟输入D类扬声器放大器的设计考虑因素 放 大 器 了解更多 如需模拟输入D类扬声器放大器的完全列表，敬请参见第 22页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 每通道输出功率 • 最大输出功率主要取决于电源（输出电压及电流）及扬声器的阻抗。 • D类放大器的效率典型值介于80%至�0%之间，降低了对电源设计 的需求。 • 最大输入信号电平规定了所需的功率放大器增益，以满足所需的 输出功率。 • 为了优化对噪声的抑制，增益应该尽可能的小。 输出滤波器设计 • 当扬声器线路短于10cm时，TI绝大多数的D类放大器可以免滤波器 运转。 • 当扬声器线路较长时，可配置一个二阶的低通(LC)滤波器，并使之 尽可能的靠近滤波器的输出引脚。 • 滤波器必须针对特定的扬声器电阻而设计，因为负载的阻抗将影 响到滤波器的品质因数，即Q值。 • 铁氧体磁珠还可消除超高频的干扰。 印刷电路板(PCB)布线 • 去耦合电容及输出滤波器应配置于尽可能靠近放大器芯片的位 置。 • 当采用铁氧体磁珠滤波器之时，LC滤波器应配置于尽可能靠近芯 片的位置。 • 始终将PowerPAD™接线端连接至电源接地 • 当放大器系统中的PowerPAD封装器件采用中心“星状”接地之 时，应仅使用一个单独的连接点实现模拟地与电源地的连接 20 15 12 10 9 6.5 6 3 2.75 2.5 2.7 2.1 1.45 1.4 TPA2006D1 TPA2005D1 TPA2012D2 TPA2010D1 TPA203xD1 TPA3003D2 TPA3002D2 TPA3005D2 TPA3007D1 TPA3008D2 TPA3004D2 TPA3001D1 TPA3100D2 TPA3101D2 TPA3107D2 25 40 TPA2013D1 TPA3123D2 TPA3122D2 1.8 2.5 4.5 5.5 100.8 5.8 14 18 26 30 NN NN TPA3009D2 TPA3106D1 NN TPA3121D2 电源电压(V) 输 出 功 率 (W ) （单声道） （立体声） （立体声） （单声道） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （单声道） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （单声道） （单声道） （单声道） （单声道） （单声道） 模拟输入D类扬声器放大器 � � 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 � � TAS5706 TAS5704 TAS5705 TAS5701 NN 音频放大器（D类） 针对数字输入D类扬声器放大器的设计考虑因素 PurePath™数字输入D类扬声器放大器 了解更多 如需数字输入D类扬声器放大器的完全列表，敬请参见第22 页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 每通道输出功率 • 在确定系统中扬声器的数量之后，详细指定每通道的输出功率。 • 最大输出功率主要取决于电源（输出电压及电流）及扬声器的阻抗。 • 对比AB类的放大器，D类放大器的效率典型值介于80%至�0%之 间，降低了对电源设计的需求。 • 最大输入信号电平规定了所需的功率放大器增益，以满足所需的 输出功率。 • 为了优化对噪声的抑制，增益应该尽可能的小。 输出滤波器设计 • 当扬声器线路短于10cm时，TI绝大多数的D类放大器可以免滤波器 运转。 • 源自高频开关的电磁干扰是主要的设计难题。 • 扬声器线路较长时，可配置一个二阶的低通(LC)滤波器，并使之尽 可能的靠近滤波器的输出引脚。 • 滤波器必须针对特定的扬声器电阻而设计，因为负载的阻抗将影 响到滤波器的品质因数，即Q值。 • 铁氧体磁珠还可消除超高频的干扰。 印刷电路板布线 • D类放大器输出开关工作于相对较高的频率，类似于开关模式的电 源，需要更为注重外部元件的放置及迹线(trace)的路由。 • 去耦合电容及输出滤波器应配置于尽可能靠近放大器芯片的位置。 • 当采用铁氧体磁珠滤波器之时，LC滤波器应配置于尽可能靠近芯 片的位置。 • 始终将PowerPAD™接线端连接至电源接地 • 当放大器系统中的PowerPAD封装器件采用中心“星状”接地之 时，应仅使用一个单独的连接点实现数字和模拟地与电源地的连接 • 敬请访问http://focus.ti.com/lit/an/slma004b/slma004b.pdf查阅应用简 介“PowerPAD™ Made Easy”，以获取集成电路(IC)的封装布线及其 他设计考虑因素的相关信息。 音 频 处 理 电源抑制比(PSRR) • 数字输入(LJ/RJ/I2S) • I2C 控制 • 动态范围压缩(DRC) • 扬声器均衡 • 低音炮(Subwoofer)及耳机输出 • 2x BTL @ 20W TAS5706 • 数字输入(LJ/RJ/I2S) • I2C 控制 • 闭环 • 动态范围压缩(DRC) • 扬声器均衡 • 低音炮(Subwoofer)及耳机输出 • 2x BTL @ 20W • 2x SE @ 10W + 1x BTL @ 20W • 4x SE @ 10W • 数字输入(LJ/RJ/I2S) • 硬件控制 • 低音炮输出 • 2x BTL @ 20W • 数字输入(LJ/RJ/I2S) • 硬件控制 • 闭环 • 低音炮输出 • 2x BTL @ 20W • 2x SE @ 10W + 1x BTL @ 20W • 4x SE @ 10W 关键词 SE: 单端。 BTL: 桥接负载。 放 大 器 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 � �� �音频放大器（D类） 针对脉宽调制(PWM)输入D类功率级的设计考虑因素 放 大 器 了解更多 如需脉宽调制(PWM)输入D类功率级的完全列表，敬请参见 第22页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 每通道输出功率 • 在确定系统中扬声器的数量之后，详细指定每通道的输出功率。 • 最大输出功率主要取决于电源（输出电压及电流）及扬声器的阻抗。 • 与AB类放大器的需求相比，D类放大器的效率典型值介于80%至 �0%之间，降低了对电源设计的需求。 输出滤波器设计 • 当扬声器线路短于10cm时，TI绝大多数的D类放大器可以免滤波器 运转。 • 源自高频开关的电磁干扰是主要的设计难题。 • 扬声器线路较长时，可配置一个二阶的低通(LC)滤波器，并使之尽 可能的靠近滤波器的输出引脚。 • 滤波器必须针对特定的扬声器电阻而设计，因为负载的阻抗将影 响到滤波器的品质因数，即Q值。 • 铁氧体磁珠还可消除超高频的干扰。 印刷电路板布线 • D类放大器输出开关工作于相对较高的频率，类似于开关模式的电 源，因此需要更为注重外部元件的放置及迹线(trace)的路由。 • 去耦合电容及输出滤波器应配置于尽可能靠近放大器芯片的位置。 • 当采用铁氧体磁珠滤波器之时，LC滤波器应配置于尽可能靠近芯 片的位置。 • 敬请访问http://focus.ti.com/lit/an/slaa117a/slaa117a.pdf，并查阅 应用 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ”System Design Considerations for True Digital Audio Power Amplifiers” (TAS�1xx)，以获取相应的接地布线的指导方针。 • 敬请访问http://focus.ti.com/lit/an/slma004b/slma004b.pdf，并查阅应 用简介“PowerPAD™ Made Easy”，以获取封装布线及其他设计考 虑因素的相关信息。 散热 • 脉宽调制输入D类放大器可高效率运转 • 与同等级的AB类放大器相比，脉宽调制输入D类放大器的散热需求 得到了极大的降低 TAS5132 TAS5342/L TAS5352 TAS5122 TAS5112A TAS5111A 130 110 105 30 100 200 300 TAS5162 TAS5261 (100W Total) (210W Total) (30W) (30W) (50W) (100W) (125W) (210W) (315W) (70W) TAS5186A TAS5176 TAS5601 (40W Total) 每通道输出功率(W) 动 态 范 围 (d B ) PurePath™脉宽调制输入D类功率级 关键词 单声道 立体声 多通道 评估模组相容(DDV) � � 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 � � 1 2.5 4 4 .5 5.5 7 9.5 1 0 15 18 TPA0253 1.25 1.7 2.8 3 3.1 6 2 TPA6203A1, TPA6205A1 TPA6204A1 TPA6020A2 TPA6211A1 TPA02x3, TPA0211 TPA02x2 TPA0172 TPA6017A2 TPA6010A4 TPA6030A4 TPA1517 TPA6011A4 TPA6021A4 音频放大器（AB类） 针对AB类扬声器放大器的设计考虑因素 了解更多 如需AB类扬声器放大器的完全列表，敬请参见第2�页的选择 指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 放 大 器 每通道输出功率 • 在确定系统中扬声器的数量之后，详细指定每通道的输出功率。 • 最大功率主要取决于： ○ 电源（输出电压及电流） ○ 放大器最大输出电压 ○ 扬声器阻抗 • AB类放大器的最高效率约至�0%。 • 电源必须持续性的提供电流以支持所需的最大功率。 • 最大输入信号电平规定了所需的功率放大器增益，以满足所需的 输出功率。 • 为了优化对噪声的抑制，增益应该尽可能的小。 散热 • 与同等级的D类放大器相比，AB类放大器发热量更大。 • 驱动2W每通道的立体声系统将会产生近�W的散热，效率至�0%。 • TI的AB类扬声器放大器采用了别具一格的PowerPAD™封装，采用 PCB板进行散热。 • 敬请访问http://focus.ti.com/lit/an/slma004b/slma004b.pdf查阅应用简 介“PowerPAD™ Made Easy”，以获取封装布线及其他设计考虑因 素的相关信息。 特点 • AB类放大器提供了多种不同的方式来控制音量的增益： ○ 外置电阻（类似于传统的运算放大器电路） ○ 集成增益设定电阻 ○ 直流(DC)音量控制 ○ I2C 音量控制 • 绝大多数的TI产品组合都提供了三种后续的控制选项 • 当设计中包含了对耳机的驱动之时，绝大多数的AB类放大器（带 TTL输入引脚）可将输出从桥接式负载(BTL)转换为单端(SE)配置，从 而免除了额外的放大器。 AB类扬声器放大器 输 出 功 率 (W ) 电源电压(V) （单声道） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （单声道） （单声道） （单声道） （单声道） （立体声） （立体声） 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 8 �8 � 1.6 1.8 2.5 3.6 4.5 5.5 10 30 1.5W TPA610xA2 TPA4411 TPA611xA2 TPA152 TPA6120A2 TPA6130A2 150mW 138mW 80mW 75mW 50mW Audio Solutions Guide Texas Instruments 1Q 2008 Audio Amplifiers (Class-AB) Design Considerations for Headphone Amplifiers 8 ➔ O u tp u t P o w er /C h an n el ( M ax ) 1.6 1.8 2.5 3.6 4.5 5.5 10 30 Supply Voltage (V) 1.5W TPA610xA2 (Stereo) TPA4411 (Stereo) TPA611xA2 (Stereo) Traditional TPA152 (Stereo) TPA6120A2 (Stereo) TPA6130A2 (Stereo) 150mW 138mW 80mW 75mW 50mW CO CO Capless VBIAS DirectPath™ Headphone Amplifiers Issues to Consider When Using Single-Ended Power Supplies • Many amplifiers work at single +3.3-V or +5-V supplies. • These power supplies require a DC-biased amplifier output to ensure undistorted output. • Placing DC-blocking capacitors between the speaker and the amplifier causes a high-pass filter and equates to poor bass response. • TI counters this high-pass filter issue with capless and DirectPath™ technologies. • Capless creates a virtual ground (VDD/2) for the headphone connector. Both amplifier outputs then have a VDD/2 bias, ensuring that no DC passes through a speaker. • DirectPath-enabled devices include an internal charge pump which creates a negative power rail inside the device. With this design, an amplifier can be powered by a bipolar supply and have an output biased to ground. Headphone Impedance and Power • Headphone impedances can vary greatly, from 16Ω to 600Ω. • When choosing an amplifier, always ensure that it can handle the power at the specified voltage range and headphone impedance. For a complete list of Headphone Amplifiers, see selection guide on page 23. For the latest information on audio end-equipment system block diagrams, visit www.ti.com/audio To Know More➔ Headphone Architecture A m pl ifi er s 针对耳机放大器的设计考虑因素 音频放大器（AB类） 放 大 器 了解更多 如需耳机放大器的完全列表，敬请参见第2�页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 当采用单端电源供电时所须考虑的问题 • 许多放大器都采用单端的+�.�V或+�V 供电支持运转。 • 此类电源供电需要直流偏置(DC-biased)的放大器输出以确保输出的 不失真。 • 在扬声器及放大器之间所放置的直流隔离(DC-blocking)电容将会形 成高通滤波器，抑制低频响应(bass response)。 • TI采用了无电容(capless)及DirectPath™技术，避免了高通滤波器的问 题 ○ 无电容的设计为耳机连接器提供了一个虚接地(virtual ground， VDD/2)。两个放大器的输出端都施加了VDD/2的偏压，确保了无 直流流经扬声器。 ○ 采用DirectPath™技术的器件包含了一个内部充电泵，可在器件 内部建立负极性电源轨。 耳机阻抗及功率 • 耳机的阻抗通常较大，可从1�Ω至�00Ω。 • 当选择放大器之时，应始终确保能为规定的电压范围及耳机阻抗 提供供电 耳机架构 传统配置 无电容配置 DirectPath™配置 耳机放大器 电源电压(V) 每 通 道 输 出 功 率 （ 最 大 值 ） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） （立体声） 8 � 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 8 � 2.0 1.3 2.5 4.5 5.5 TPA6041A4 TPA6040A4 TPA2050D4 TPA2052D4 TPA6043A4 针对低功耗音频放大器子系统的设计考虑因素 音频放大器（AB类及D类） 了解更多 如需低功耗音频放大器子系统的完全列表，敬请参见第2�页 的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 笔记本电脑的射频电磁干扰 • 源自移动数据附加卡(add-in card)、802.11及Bluetooth®无线电的射频 电磁干扰将会引起放大器上的噪声问题。 • 若是由于工业上或板载设计上的原因使得放大器、编解码器或扬 声器彼此独立，则有可能产生特殊的问题。 • 如需更良好的设计适应性，采用具有差分输入的器件可大大提高 对噪声的免疫能力。 放 大 器 耳机输出端作为线路输出端 • 传统的AB类设计可允许耳机输出端用作线路输出端。 • 出于直流隔离(DC-blocking)电容的尺寸及成本考虑，我们采用了无 电容的方法来实现输出。 • 接地套管(ground sleeve)上的偏压VBias可免除了对电容的使用，但当 接地回路上具有外部设备之时，有可能引入噪声或损坏放大器。 • DirectPath™解决方案免除了接地回路，并改善了低频相应。 低功耗音频放大器子系统 输 出 功 率 (W ) 电源电压(V) • 立体声AB类扬声器放大器 • DirectPathTM耳机放大器 • 4.75V低压降稳压器(LDO) • 增益设定：6 dB、10 dB、15.6 dB、 2 1 . 6 d B（对于耳机来说增益为固定 值：-1.5V/V） • 立体声AB类扬声器放大器 • DirectPath耳机放大器 • 3.3V低压降稳压器 • 增益设定：10 dB、12dB、15.6 dB、 2 1 . 6 d B（对于耳机来说增益为固定 值：-1.5V/V） • 立体声AB类扬声器放大器 • DirectPath耳机放大器 • 3.3V低压降稳压器(LDO) • 增益设定：6 dB、10 dB、15.6 dB、 2 1 . 6 d B（对于耳机来说增益为固定 值：-1.5V/V） • 两个输入端 • 立体声D类扬声器放大器 • DirectPath耳机放大器 • 三个输入端 • 立体声D类扬声器放大器 • DirectPath耳机放大器 关键词 D类 AB类 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 10 1110 11 INA217 INA163 PGA2500 音频放大器 针对麦克风前置放大器的设计考虑因素 放 大 器 了解更多 如需麦克风前置放大器的完全列表，敬请参见第2�页的选择 指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 控制方法：模拟VS数字 • 模拟控制麦克风前置放大器典型的会在产品的前端面板上使用可 变的电阻，从而可根据性能进行变换。 • 数字控制的麦克风可远程控制，并且可以更轻松的激活设定，与 其他的模拟控制副本相比具有更大的优势。 • 在现场放音及录音领域中，数字控制麦克风可允许信号进行前置 放大并在更靠近发声源的位置进行转换，而无需通过数米长的电 缆线对微弱的μV量级信号进行传输。 等效输入噪声(EIN)的考虑因素 • EIN是定义麦克风前置放大器的主要规格参数。 • 在给定增益条件下，麦克风前置放大器将产生确定量的输入噪 声，并随音频源信号一同被放大。 • 理想情况下，麦克风前置放大器应具有较低的等效输入噪声，以 确保仅对音频信号进行放大而非噪声。 输出：差分VS 单端 • 在产品内部，单端输出的应是可处理的信号，需要进一步的处理。 • 许多高性能的ADC需要差分输入。如果经放大的差分麦克风信号直 接传送至ADC，差分输出将可给出额外的�dB动态范围。 • 麦克风前置放大器的差分输出将有助于抑制接收机差分输入端的 任意共模态干扰，包括了消除缆线上两个接线端的共模噪声。 麦克风前置放大器 集成度 性 能 • 低噪声：1.3nV Hz • 通过外部电阻设定增益 • 宽电源范围：+9V至±25V • 低噪声：1nV Hz • 通过外部电阻设定增益 • 宽电源范围：+9V至±25V • SO-14表面贴膜封装 • 可编程增益：0dB、10dB 至65dB（1dB步进） • 当增益为30dB时，等效输 入噪声(EIN)为-128dBu • 四个多用途数字输出端 关键词 模拟控制 数字控制 10 11 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 10 11 DRV134/5 INA134/7 INA2134/7 OPAx211 OPA1632 OPAx827 OPA627 OPAx604 OPAx134 MC33078 NE5532/4 RC4580 RC4560 DRV600 DRV601 音频放大器 针对线路驱动器/接收机及信号调节放大器的设计考虑因素 了解更多 如需线路驱动器/接收机及信号调节放大器的完全列表，敬请 参见第2�页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 放 大 器 驱动音频/视讯应用中的2VRMS输出 • 几乎所有进入电视的音频信号都采用了以地电平为中心的(ground- centered) 2VRMS输出。 • 绝大多数的DAC都为sub-�VPP，直流偏置约至2.�V。 • 用于产生以地电平为中心的2VRMS输出的传统解决方案采用了相对 较高电压的双极型电源(±12V)来驱动输出运算放大器级。 • 此类解决方案增加了复杂性，特别是当其他的器件采用�.�V或�V供 电之时。 • TI的DRV�0x系列器件集成了放大器及充电泵，可为以地电平为中心 的2VRMS输出提供正极性及负极性的电源轨。 针对专业音频应用的均衡线路(Balanced-Line)输入/输 出 • 均衡线路输入/输出用于专业音频环境：现场直播、录音及广播， 用以保持信号的纯净并消除干扰。 • 通过使两根导线上的接地阻抗均等，均衡线路输入/输出具有了以 下两大优势： ○ 导线上的噪声近乎均等，可看成是共模态噪声通过均衡线路接 收机进行抑制。 ○ 在两条导线上具有反相的信号，在相同的电源电压条件下可增 加额外的�dB动态范围。 运算放大器概括 • 当选择运算放大器之时，需要关注其输入级。 • 基于FET的运算放大器通常具有非常高的输入阻抗。 • 当信号源的输出阻抗无法轻易得知时，FET输入器件是较理想的， 例如乐器(musical instrument)。 • 基于BJT（双极型）的运算放大器具有较低的输入阻抗，输入噪声 也较低。 • 阻抗较低的输出信号源需要低噪声的放大，此时双极型的运算放 大器是理想的。 线路驱动器/接收机及信号调节放大器 集成度 性 能 • 单端至差分的线路 驱动器 • 可驱动高达600Ω的 负载 • 差分至单端的仪表 放大器 • 差分至单端的仪表 放大器 • 两片封装 关键词 线路驱动器/接收机 2VRMS 驱动器 双极型放大器 FET放大器 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 12 1�12 1� PGA2311 PGA4311 PGA2310 PGA2320 音频放大器 针对音量控制的设计考虑因素 放 大 器 了解更多 如需音量控制的完全列表，敬请参见第2�页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 电源电压：信号摆幅 • DAC（数模转换器）输出典型的摆幅约为�VPP • 广播信号的摆幅可轻松达到2�VPP乃至更高。 • 在针对数字控制的模拟音量控制进行选择之时，对信号的幅度 （将被衰减）有一定的了解是至关重要的。 • 对于控制 DAC输出来说，±�V的设备将完全可以胜任——所提供 的上限为10 VPP，因为信号的最大值将不会超过�VPP 保持动态范围 • 在许多应用中，将DAC的数位值乘与小于1的系数不失为一个可接 受的音量控制方法，可以用较少的比特位来表述信号，同时也不 会增加噪声电平。 • 组合更少的比特位来表述一个具有固定噪声电平的信号将极大的 降低音量变化时的动态范围。 • 通过数字控制，并在模拟域改变音量，DAC的固有噪声将随音频信 号一起的得到抑制。 音量控制 • 120dB动态范围 • 于1 k H z时，总谐波失 真+噪声 ( THD+N)为= 0.0002% • 31.5dB至-95.5dB衰减 • ±5V电源供电 • PGA2311的4通道版本 • 120dB动态范围 • 于1 k H z时，总谐波失 真+噪声 ( THD+N)为= 0.0002% • 31.5dB至-95.5dB衰减 • ±5V电源供电 • 120dB动态范围 • 于1 k H z时，总谐波失 真+噪声 ( THD+N)为= 0.0004% • 31.5dB至-95.5dB衰减 • ±15V电源供电 • 较之PGA2310，改善了总谐波 失真+噪声 • 于1kHz时，总谐波失真+噪声 (THD+N)为= 0.0003% • 与PGA2310引脚(pinout)相同 • ±15V电源供电 关键词 线路输入/输出 （衰减可高达27VPP） DAC输出衰减 （DAC输出电平至 2VRMS） 集成度 性 能 12 1� 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 12 1� 102 100 97 95 92 PCM1807/8 PCM1870 TLV320AIC23B TLV320AIC26 TLV320AIC29 TLV320AIC3101 TLV320AIC31 TLV320AIC32 TLV320AIC33 TLV320AIC3104 TLV320AIC3105 TLV320AIC3106 TLV320AIC34 PCM177x TLV320DAC32 TLV320DAC26 TLV320DAC23 PCM3794A PCM3793A DAC Codec ADC NNNN TLV320AIC3108 TLV320AIC3107 TLV320ADC3101 音频转换器 针对便携式音频转换器的设计考虑因素 了解更多 如需便携式音频转换器的完全列表，敬请参见第2�及2�页的 选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 降低麦克风输入的噪声 • 麦克风信号的峰值范围较低（10mV的量级），对混入的噪音极为 敏感。 • 使codec（编解码器）或ADC置于麦克风附近，但该要求却常常会 与用户偏好、工业设计或结构设计上的需求相抵触。 • 寻找可用于数字式麦克风的器件或采用差分输入，这两个方法都 可以极大的抑制噪声。 处理能力的分配及软件的可重复使用性 • 手持消费电子设备的主处理器将被给予更多的任务，从而使得处 理器 MIPS的分配及计划表的设计更为紧张。 • 此处的解决方案可下放(offload)许多音频功能至DAC或编解码器： ○ 此处的音频功能包括了�D音效、均衡化、带阻滤波器或噪声消除 ○ 寻求具有更大带宽、更易于软件重复使用且有能力分配处理能 力至任意输入或输出功能的器件 同时处理多个音频信号源 • 手持消费电子产品的设计者无法在注重单一取样率信号及注重音 频信号源之间进行选取。多功能伴随的是不同的射频信号及采样 率。因此应寻求具有下列特点的codec： ○ 具有多个独立的模拟及数字接口 ○ 具有分别采样及处理上述两类信号的能力 转 换 器 便携式音频转换器 立体声 ADC 立体声 DAC 立体声 DAC 立体声 DAC 立体声 DAC 立体声 ADC 立体声 ADC 立体声 Codec 单声道 ADC/立体声 DAC 立体声 Codec 立体声 Codec 立体声 Codec 立体声 Codec 立体声 Codec 立体声 Codec 立体声 Codec 四声道 Codec 关键词 集成D类放 大器 集成度 信 噪 比 (S N R ) ( dB ) 单声道 ADC/立体声 DAC 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 1� 1�1� 1� 120 115 110 105 100 PCM422x PCM180x PCM4201 PCM30xx PCM4202/4 PCM4104 PCM1791/3 PCM1792/4 PCM1796/8 PCM16xx PCM175x PCM174x PCM178x PCM3168 6 x ADC 8 x DAC 音频转换器 针对家庭及专业音频转换器的设计考虑因素 转 换 器 了解更多 如需家庭及专业音频转换器的完全列表，敬请参见第2�及2� 页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 动态范围 • 家庭及专业音频转换器是以动态范围来衡量，而非比特位宽。 • 2�位的转换器是对其输出格式的描述，而非其品质。因此，许多 2�位音频字的最低有效位有可能为噪声。 • 在最良好的情况下， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的CD具有�8.08dB（1�位）的动态范围。 • 在专业情况下，转换器所具有的动态范围可高达1�2dB。 模拟集成及多通道支持 • TI 高度集成的一系列消费转换器可支持复杂的信号链路设计 • 在单片封装内部所集成功能诸如多路复用器、可编程增益及S/PDIF 收发机，从而降低了成本及设计复杂性，并加速了产品上市。 控制方法 • 转换器可以采用许多不同的方式进行控制；许多简单的方法就是 控制引脚的高、低电平。 • 小外形的微功率器件、SPI（串行外设接口）移位寄存器或I2C扩展 器可允许采用远程信号源进行控制。 • 对于具有更高集成度的产品来说，控制典型采用SPI或I2C。 • 在选择转换器或编解码器之时，应确保控制方法及既存的附加输 入/输出端口（GPIO、SPI或I2C）均与处理器相适应，以支持器件。 家庭及专业音频转换器 集成度 信 噪 比 (S N R ) ( dB ) 立体声 ADCs 立体声 DACs 立体声 ADC/四声道 ADC 四声道 DAC 四声道 单声道 ADC 立体声 DACs 多通道 DACs 立体声 DACs立体声 ADCs 多通道 Codec 立体声 Codecs DAC Codec ADC 关键词 1� 1� 音频解决方案指南德州仪器 1Q 2008 1� 1� TSC2102 TSC2111 TSC2302TSC2300 TSC2301 95 97 98 音频转换器 针对带集成触摸屏控制器的音频转换器的设计考虑因素 转 换 器 了解更多 如需带集成触摸屏控制器的音频转换器的完全列表，敬请参 见第2�页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 采用触摸屏控制器(TSC)来降低主控的处理工作量 • 触摸屏控制器检测点击，而后交由主控进行处理的方式需要多达 �0~�0个寄存器读写周期。 • 上述方法必将造成额外的中断及处理周期，降低了处理效率 • 为降低主控的工作量，可寻求“智能”的触摸屏控制器—可产生 坐标信息，最小化与主控的交互。 采用触摸屏控制器来降低主控的处理工作量的其他 方法 • 手持消费电子设备的主处理器将被给予更多的任务，从而使得处 理器 MIPS的分配及计划表的设计更为紧张。 • 此处的解决方案可下放(offload)许多音频功能至DAC或是下放编解 码(codec)功能至触摸屏控制器： ○ 此处的音频功能包括了�D音效、均衡化、带阻滤波器或噪声 消除 ○ 寻求具有集成音频功能、软件重复使用且有能力分配处理能 力至任意输入或输出功能的器件 支持不同构造的系统设计 • 首选的解决方案是采用单个集成的触摸屏控制器+音频器件， 或是采用分立的触摸屏控制器及音频编解码器——取决于所构 建的手持设备种类： ○ 单电路板的平台，如直板式手机(candy bar) ○ PDA外形因素 ○ 内置双电路板的平台，如滑盖式手机(flip phone) • TI提供了一系列卓越的触摸屏控制器及音频编解码器备选选 项，同时还提供了集成的触摸屏控制器+音频器件，可用于所 有类型的系统设计。 带集成触摸屏控制器的音频转换器 集成度 信 噪 比 (S N R ) ( dB ) DAC Codec 关键词 触摸屏控制方式： • 98dB动态范围 • 4线触摸屏接口 • I2S接口 • 98dB动态范围 • 4线触摸屏接口 • I2S接口 • 98dB动态范围 • 4线触摸屏接口 • 4x4键区接口 • I2S接口 • 97dB立体声回放 • 低功耗、11mW回放 • 可编程音效 • 95dB动态范围 • 4线触摸屏接口 • 可编程音效 •立体声无电容耳机放大器 •电池连接扬声器放大器 单声道 ADC/立体声DAC 立体声编解码器 立体声编解码器 立体声DAC 单声道 ADC/立体声DAC 音频解决方案指南 德州仪器 1Q 2008 1� 1�1� 1� 针对S/PDIF接口及采样率转换器的设计考虑因素 了解更多 如需S/PDIF接口及采样率转换器的完全列表，敬请参见第28 页的选择指南。 如需关于音频终端设备系统方框图的最新信息，敬请访问 www.ti.com.cn/audio 采样率转换器(SRC) • 采样率转换器可在固定频率的数字处理器与外界环境之间创建一 个采样率与相位相独立的接口。 • 采样率转换器可作为“抖动消除器(jitter cleaner)”，降低输入数据 流的总体抖动量。 • 采样率转换器可为系统提供近乎与相位独立的采样率，无需进行 时序队列/字的时钟分配。 接口及采样率转换器 S/PDIF接口产品及采样率转换器 接 口 SRC4192/3 SRC4190 SRC4194 SRC4382 DIT4192 DIR9001 DIX4192 DIT4096 SRC4184 SRC4392 抖动敏感性 • 抖动(jitter)可说是数字音频系统的主要问题。 • 抖动是因为连接了具有较大寄生阻抗的器件（电容、电感等）， 并在数字音频时钟发生时或是从不同的时钟源在恢复之时所产生 的。 • 音频系统中的抖动使得采样时间在时域上前移或后挪，在高频时 将造成严重的失真。 • 为了将音频连接时的不利影响降至最低，可选择抖动较低的S/PDI