深入剖析WM8783立體聲低功耗96kHz ADC

在電子設(shè)備的音頻處理領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是至關(guān)重要的組件，它能將模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便后續(xù)的處理和存儲(chǔ)。今天，我們將深入探討Wolfson Microelectronics推出的WM8783立體聲低功耗96kHz ADC，了解其特性、應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：WM8783GED/RV.pdf

產(chǎn)品概述

特性

• 高保真音頻處理：具有96dB SNR（A加權(quán)）的出色信噪比，能提供接近無(wú)損的音頻質(zhì)量。
• 寬采樣率支持：支持8kHz到96kHz的采樣率，并能根據(jù)外部主時(shí)鐘（MCLK）頻率自動(dòng)配置。
• 自動(dòng)時(shí)鐘配置：可根據(jù)MCLK和LRCLK自動(dòng)完成時(shí)鐘配置，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。
• 集成電壓參考電路：內(nèi)部集成了電壓參考電路，減少了外部元件的使用，降低成本和PCB面積。
• 小巧封裝：采用8引腳SOIC封裝，非常適合空間有限的應(yīng)用。

應(yīng)用場(chǎng)景

WM8783適用于多種音頻設(shè)備，如LCD電視、機(jī)頂盒（STB）、DVD錄像機(jī)等，能為這些設(shè)備提供高質(zhì)量的音頻轉(zhuǎn)換功能。

詳細(xì)參數(shù)與性能

引腳配置與說(shuō)明

電氣特性

在典型測(cè)試條件下（AVDD = 3.3V，GND = 0V，TA = +25°C，1kHz信號(hào)，fs = 48kHz，MCLK = 256fs），WM8783展現(xiàn)出了優(yōu)秀的電氣性能。

• 模擬輸入：最大單端輸入信號(hào)電平為AVDD/3.3 Vrms，輸入電阻為66 kΩ，輸入電容為20 pF。
• ADC性能：A加權(quán)的信噪比在fs = 48kHz和96kHz時(shí)均可達(dá)96dB，總諧波失真在 -1dBFS輸入、fs = 48kHz和96kHz時(shí)均為 -83dB，左右聲道分離度為85dB。
• 電源抑制比：在1kHz、100mV pk - pk施加到AVDD時(shí)，PSRR為50dB。
• 數(shù)字輸入/輸出：輸入高電平為0.7 x AVDD V，輸入低電平為0.3 x AVDD V，輸出高電平在IOL = 1mA時(shí)為0.9 x AVDD V，輸出低電平在IOH = -1mA時(shí)為0.1 x AVDD V。

時(shí)鐘與信號(hào)時(shí)序要求

• 主時(shí)鐘時(shí)序：MCLK頻率根據(jù)不同的采樣率有不同要求，如fs = 8kHz時(shí)為2.048MHz，fs = 48kHz時(shí)為12.288MHz，且MCLK占空比為60:40到40:60。
• 音頻接口時(shí)序：ADCDAT從BCLK下降沿的傳播延遲為20ns，建議LRCLK轉(zhuǎn)換在MCLK低電平時(shí)發(fā)生，以獲得最佳性能。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

外部組件選擇

• 音頻輸入路徑：每個(gè)模擬音頻輸入需要一個(gè)直流阻隔電容，建議選擇電容值為1μF，以確保Fc截止頻率低于20Hz，鉭電解電容是不錯(cuò)的選擇。
• 電源去耦：在AVDD和VMIDC引腳應(yīng)分別連接4.7μF陶瓷電容進(jìn)行去耦，且這些電容應(yīng)盡可能靠近芯片放置。同時(shí)，要注意陶瓷電容的溫度和電壓特性，推薦使用電容介質(zhì)為X5R的陶瓷電容。

PCB布局

良好的PCB布局對(duì)于WM8783的性能至關(guān)重要。所有外部組件應(yīng)盡量靠近芯片，以減小電流環(huán)路面積，避免因布局不當(dāng)導(dǎo)致的性能下降、電磁干擾（EMI）、接地反彈和電阻性電壓損失等問(wèn)題。

熱性能考慮

在實(shí)際應(yīng)用中，需要進(jìn)行熱分析，防止芯片結(jié)溫超過(guò)最大值?？梢酝ㄟ^(guò)將GND引腳通過(guò)熱過(guò)孔連接到大面積接地平面來(lái)輔助散熱。

總結(jié)

WM8783作為一款緊湊、低成本的ADC，憑借其高保真音頻處理能力、寬采樣率支持和自動(dòng)時(shí)鐘配置等特性，在音頻處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理選擇外部組件、優(yōu)化PCB布局和關(guān)注熱性能，能夠充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，為音頻設(shè)備提供高質(zhì)量的音頻轉(zhuǎn)換解決方案。你在使用類似ADC時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。