特征

•支持DSD和PCM格式

•24位分辨率

•模擬性能：

−動(dòng)態(tài)范圍：

−132 dB（9 V RMS，單聲道）

−129 dB（4.5 V RMS，立體聲）

−127 dB（2 V RMS，立體聲）

− THD+N: 0.0004%

•差動(dòng)電流輸出：7.8 mA p-p

•8×過(guò)采樣數(shù)字濾波器：

-阻帶衰減：–130 dB

−通帶紋波：±0.00001 dB

•采樣頻率：10 kHz至200 kHz

•系統(tǒng)時(shí)鐘：128、192、256、384、512或768 fS（帶自動(dòng)檢測(cè)）

•接受16位、20位和24位音頻數(shù)據(jù)

•PCM數(shù)訴格式：Standard、I2S和Left-Equired

•可提供外部數(shù)字濾波器或DSP的可選接口

•I2C兼容串行端口

•用戶可編程模式控制：

−數(shù)字衰減：0 dB至–120 dB，0.5 dB/步進(jìn)

−數(shù)字去加重

−數(shù)字濾波器衰減：快或慢

−柔和靜音

•雙電源操作：

−5伏模擬電壓，3.3伏數(shù)字電壓

•5V容差數(shù)字輸入

•小型28鉛SSOP封裝，無(wú)鉛產(chǎn)品

應(yīng)用

•A/V接收器

•SACD播放器

•DVD播放器

•高清電視接收器

•汽車(chē)音響系統(tǒng)

•數(shù)字多聲道記錄器

•其他需要24位音頻的應(yīng)用程序

說(shuō)明

DSD1794是一個(gè)單片CMOS集成電路，包括立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器和支持電路在一個(gè)小的28引線SSOP封裝。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器采用TI先進(jìn)的分段數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，以獲得優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能和改善的時(shí)鐘抖動(dòng)容忍度。DSD1794提供平衡電流輸出，允許用戶從外部?jī)?yōu)化模擬性能。DSD1794接受PCM和DSD音頻數(shù)據(jù)格式，提供與音頻DSP和解碼器芯片的簡(jiǎn)單接口。DSD1794還與外部數(shù)字濾波設(shè)備（DF1704、DF1706、PMD200）接口。支持高達(dá)200 kHz的采樣率。可通過(guò)兼容I2C的串行端口訪問(wèn)全套用戶可編程功能。

功能框圖

典型性能曲線

數(shù)字濾波器

數(shù)字濾波器響應(yīng)

去加重濾波器

模擬動(dòng)態(tài)性能

電源電壓特性

注：PCM模式，TA=25°C，VDD=3.3 V，測(cè)量電路如圖34所示（VOUT=4.5 V rms）。

溫度特性

注：PCM模式，VDD=3.3V，VCC=5V，測(cè)量電路如圖34所示（VOUT=4.5V rms）。

注：DSD模式（FIR-4），32768點(diǎn)8平均值，TA=25°C，VDD=3.3V，VCC=5V，測(cè)量電路如圖35所示。

系統(tǒng)時(shí)鐘和復(fù)位功能

系統(tǒng)時(shí)鐘輸入

DSD1794需要一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)操作數(shù)字內(nèi)插濾波器和高級(jí)段DAC調(diào)制器。系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)用于SCK輸入端（引腳7）。DSD1794有一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘檢測(cè)電路，可自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘的工作頻率。表1顯示了常見(jiàn)音頻采樣率的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率示例。如果delta-sigma調(diào)制器的過(guò)采樣率選擇為128 fS，則要求系統(tǒng)時(shí)鐘頻率超過(guò)256 fS。

時(shí)鐘輸入系統(tǒng)要求如圖24所示。為了獲得最佳性能，使用低相位抖動(dòng)和噪聲的時(shí)鐘源是很重要的。為德州的L1794系列時(shí)鐘提供了一個(gè)很好的選擇。

（1）、I2C快速模式不支持此系統(tǒng)時(shí)鐘速率。

（2）、給定采樣頻率不支持此系統(tǒng)時(shí)鐘速率。

通電和外部復(fù)位功能

DSD1794包括上電復(fù)位功能。圖25顯示了這個(gè)函數(shù)的操作。當(dāng)VDD>2 V時(shí)，通電復(fù)位功能啟用。初始化序列需要1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘，從VDD>2v開(kāi)始。初始化周期結(jié)束后，DSD1794被設(shè)置為其默認(rèn)重置狀態(tài)，如本數(shù)據(jù)表的模式控制寄存器部分所述。

DSD1794還包括使用RST輸入（引腳14）的外部復(fù)位功能。這允許外部控制器或主重置電路強(qiáng)制DSD1794初始化到其默認(rèn)重置狀態(tài)。

圖26顯示了外部復(fù)位操作和定時(shí)。將第一個(gè)引腳設(shè)置為邏輯0，至少持續(xù)20 ns。這個(gè)RST引腳隨后被設(shè)置為邏輯1狀態(tài)，從而啟動(dòng)初始化序列，這需要1024個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。外部復(fù)位在DSD1794通電和系統(tǒng)時(shí)鐘激活之間存在延遲的應(yīng)用中特別有用。

音頻數(shù)據(jù)接口

音頻串行接口

音頻接口端口是一個(gè)3線串行端口。它包括PLRCK（引腳4）、PBCK（引腳6）和PDATA（引腳5）。PBCK是串行音頻位時(shí)鐘，用于將PDATA上的串行數(shù)據(jù)輸入音頻接口的串行移位寄存器。串行數(shù)據(jù)被記錄到PBCK上升沿的DSD1794中。PLRCK是串行音頻左/右字時(shí)鐘。

DSD1794要求PLRCK和系統(tǒng)時(shí)鐘同步，但不需要PLRCK和系統(tǒng)時(shí)鐘之間的特定相位關(guān)系。

如果PLRCK和系統(tǒng)時(shí)鐘之間的關(guān)系變化超過(guò)±6 PBCK，內(nèi)部操作在1/fS內(nèi)初始化，模擬輸出強(qiáng)制為雙極零電平，直到完成PLRCK和系統(tǒng)時(shí)鐘之間的再同步。

PCM音頻數(shù)據(jù)格式和定時(shí)

DSD1794支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)格式，包括標(biāo)準(zhǔn)右對(duì)齊、I2S和左對(duì)齊。數(shù)據(jù)格式如圖28所示。使用控制寄存器18中的格式位FMT[2:0]選擇數(shù)據(jù)格式。默認(rèn)的數(shù)據(jù)格式是24位I2S。所有格式都需要二進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制補(bǔ)碼，MSB第一音頻數(shù)據(jù)。圖27顯示了串行音頻接口的詳細(xì)時(shí)序圖。

（1）、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式（右對(duì)齊）；L-通道=高，R-通道=低

（2）、左對(duì)齊數(shù)據(jù)格式；L-通道=高，R-通道=低

（3）、I2S數(shù)據(jù)格式；L-通道=低，R-通道=高

外部數(shù)字濾波器接口和定時(shí)

DSD1794支持帶3線或4線同步串行端口的外部數(shù)字濾波器接口，允許使用外部數(shù)字濾波器。外部濾波器包括Texas Instruments DF1704和DF1706、Pacific Microsonics PMD200或可編程數(shù)字信號(hào)處理器。

在外部測(cè)向模式下，PLRCK（引腳4）、PBCK（引腳6）和PDATA（引腳5）分別定義為字時(shí)鐘WDCK、比特時(shí)鐘BCK和單聲道數(shù)據(jù)DATA。通過(guò)使用控制寄存器20的DFTH位來(lái)選擇外部數(shù)字濾波器接口，其功能是繞過(guò)DSD1794的內(nèi)部數(shù)字濾波器。

當(dāng)控制寄存器19的DFMS位被設(shè)置時(shí)，DSD1794可以處理立體數(shù)據(jù)。在這種情況下，DSDL（引腳1）和DSDR（引腳2）分別定義為L(zhǎng)通道數(shù)據(jù)和R通道數(shù)據(jù)輸入。

外部數(shù)字濾波器接口模式的詳細(xì)信息在本數(shù)據(jù)表的外部數(shù)字濾波器接口應(yīng)用部分中提供。

直接流數(shù)字（DSD）格式接口和定時(shí)

DSD1794支持DSD格式接口操作，包括使用內(nèi)部模擬FIR濾波器進(jìn)行帶外噪聲濾波。DSD格式接口由一個(gè)3線同步串行端口組成，其中包括DBCK（引腳3）、DSDL（引腳1）和DSDR（引腳2）。DBCK是串行位時(shí)鐘。DSDL和DSDR分別是L通道和R通道DSD數(shù)據(jù)輸入。它們被記錄在DBCK上升邊緣的DSD1794中。PLRCK（引腳4）和PBCK（引腳6）在DSD模式下連接到GND。通過(guò)設(shè)置控制寄存器20的DSD位來(lái)激活DSD格式接口。

本數(shù)據(jù)表的DSD格式（DSD模式）應(yīng)用程序界面部分提供了有關(guān)DSD模式的詳細(xì)信息。

串行控制接口（I2C）

DSD1794支持I2C串行總線和標(biāo)準(zhǔn)和快速模式的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議作為從設(shè)備。I2C規(guī)范2.0中對(duì)該協(xié)議進(jìn)行了說(shuō)明。

從屬地址

DSD1794有7位作為自己的從機(jī)地址。從機(jī)地址的前五位（MSB）出廠時(shí)預(yù)設(shè)為10011。地址字節(jié)的下兩位是設(shè)備選擇位，可由ADR1和ADR0終端用戶定義。同一條總線上一次最多可以連接四個(gè)DSD1794。每個(gè)DSD1794在接收到自己的從機(jī)地址時(shí)作出響應(yīng)。

分組協(xié)議

主設(shè)備必須控制分組協(xié)議，協(xié)議由起始條件、從機(jī)地址、讀/寫(xiě)位、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀確認(rèn)、停止條件組成。DSD1794僅支持從接收機(jī)和從發(fā)射機(jī)。

寫(xiě)入寄存器

主機(jī)可以使用單次或多次訪問(wèn)寫(xiě)入任何DSD1794寄存器。主機(jī)發(fā)送一個(gè)DSD1794從機(jī)地址和一個(gè)寫(xiě)入位、一個(gè)寄存器地址和數(shù)據(jù)。如果需要多次訪問(wèn)，則地址是起始寄存器的地址，后跟要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。當(dāng)正確接收數(shù)據(jù)時(shí)，索引寄存器自動(dòng)遞增1。當(dāng)索引寄存器達(dá)到0x7F時(shí)，下一個(gè)值是0x0。當(dāng)訪問(wèn)未定義的寄存器時(shí)，DSD1794不發(fā)送確認(rèn)。寫(xiě)一個(gè)圖30的操作圖。

讀取寄存器

主機(jī)可以讀取DSD1794寄存器。寄存器地址的值預(yù)先存儲(chǔ)在間接索引寄存器中。主機(jī)在存儲(chǔ)寄存器地址后發(fā)送一個(gè)帶有讀位的DSD1794從機(jī)地址。然后DSD1794傳輸索引寄存器指向的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)在多次訪問(wèn)期間傳輸時(shí)，索引寄存器自動(dòng)遞增1。（寫(xiě)入后第一次進(jìn)入讀取模式時(shí)，索引寄存器不會(huì)遞增。當(dāng)索引寄存器達(dá)到0x7F時(shí)，下一個(gè)值是0x0。當(dāng)索引寄存器為0x10到0x1F時(shí)，DSD1794輸出一些數(shù)據(jù)，即使表3中沒(méi)有定義它。圖31是讀取操作的示意圖。

噪聲抑制

DSD1794采用系統(tǒng)時(shí)鐘（SCK）進(jìn)行噪聲抑制。但是，在600ns內(nèi)，噪聲尖峰不得超過(guò)兩個(gè)。在快速模式下，噪聲抑制工作在8mhz到40mhz之間的SCK頻率。但是，它在以下情況下工作不正常。

案例1：

1、 t（SCK）>120納秒（t（SCK）：SCK周期；

2、 t（高）+t（D−HD）<t（SCK）×5；

3、 SCL高脈沖前半部分存在尖峰噪聲。

4、 在SDA下降之前，SDA高脈沖上存在尖峰噪聲。

當(dāng)這些情況同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，數(shù)據(jù)被認(rèn)為是低的。

案例2：

1、 t（SCK）>120納秒；

2、 t（S−HD）或t（RS−HD）<t（SCK）×5；

3、 在保持時(shí)間內(nèi)，SCL和SDA都存在尖峰噪聲。

當(dāng)這些情況同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，DSD1794無(wú)法檢測(cè)到啟動(dòng)條件。

案例3：

1、 t（SCK）<50納秒；

2、 t（SP）>t（SCK）；

3、 SCL在SCL下降后即出現(xiàn)尖峰噪聲。

4、 SCL下降前SDA上存在尖峰噪聲。

當(dāng)這些情況同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，DSD1794錯(cuò)誤地檢測(cè)到啟動(dòng)或停止條件。

典型接線圖

應(yīng)用電路

為了真正實(shí)現(xiàn)DSD1794所能實(shí)現(xiàn)的高信噪比，應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。這是因?yàn)樵趹?yīng)用電路中產(chǎn)生的噪聲和失真是不可忽略的。

在圖33的電路中，輸出電平為2v RMS，達(dá)到127db信噪比。圖34的電路可以實(shí)現(xiàn)最高的性能。在這種情況下，輸出電平設(shè)置為4.5 V rms，達(dá)到129 dB S/N（立體聲模式）。在單聲道模式下，如果L通道和R通道的輸出被用作平衡輸出，則達(dá)到132dB的信噪比（見(jiàn)圖36）。

圖35顯示了DSD模式的電路，這是一個(gè)4階低通濾波器，以減少帶外噪聲。

I/V部分

每個(gè)輸出引腳（IOUTL+、IOUTL-、IOUTR+、IOUTR-）上DSD1794的電流在0 dB（滿標(biāo)度）時(shí)為7.8 mA p-p。I/V轉(zhuǎn)換器（Vi）的電壓輸出電平由下式給出：

（Rf：I/V轉(zhuǎn)換器的反饋電阻）

建議I/V電路使用NE5534運(yùn)算放大器以獲得指定的性能。動(dòng)態(tài)性能，如增益帶寬，穩(wěn)定時(shí)間，和轉(zhuǎn)換率的運(yùn)算放大器影響音頻動(dòng)態(tài)性能的部分。

微分截面

DSD1794電壓輸出后面是差分放大器級(jí)，它們將每個(gè)通道的差分信號(hào)相加，從而形成單端I/V運(yùn)算放大器輸出。此外，差分放大器提供低通濾波功能。

差分電路推薦的運(yùn)算放大器是線性技術(shù)LT1028，因?yàn)樗妮斎朐肼暫艿汀?/p>

外部數(shù)字濾波器接口的應(yīng)用

與外部數(shù)字濾波器接口的應(yīng)用

對(duì)于某些應(yīng)用，可能需要使用外部數(shù)字濾波器來(lái)執(zhí)行內(nèi)插功能，因?yàn)榕cDSD1794的內(nèi)部數(shù)字濾波器相比，它可以提供改進(jìn)的阻帶衰減。

DSD1794支持多種外部數(shù)字濾波器，包括：

*德州儀器DF1704和DF1706

*太平洋微軟PMD200 HDCD濾波器/解碼器IC

*可編程數(shù)字信號(hào)處理器

通過(guò)在相應(yīng)的控制寄存器中編程以下位來(lái)訪問(wèn)外部數(shù)字濾波器應(yīng)用模式：

DFTH=1（寄存器20）

用于為外部數(shù)字濾波器提供串行接口的引腳如圖37的連接圖所示。字時(shí)鐘（WDCK）信號(hào)必須在8×或4×期望的采樣頻率fS下工作。

系統(tǒng)時(shí)鐘（SCK）和接口定時(shí)

在使用外部數(shù)字濾波器的應(yīng)用中，DSD1794要求WDCK和系統(tǒng)時(shí)鐘同步。系統(tǒng)時(shí)鐘相對(duì)于WDCK是無(wú)相位的。WDCK、BCK和數(shù)據(jù)之間的接口時(shí)序如圖39所示。

音頻格式

外部數(shù)字濾波器接口模式下的DSD1794支持右對(duì)齊音頻格式，包括16位、20位和24位音頻數(shù)據(jù)，如圖38所示。音頻格式由控制寄存器18的FMT[2:0]位選擇。

DSD格式（DSD模式）接口應(yīng)用程序

特色

此模式用于直接與DSD解碼器接口，后者可在Super Audio CD （SACD）應(yīng)用程序中找到。

通過(guò)在相應(yīng)的控制寄存器中編程以下位來(lái)訪問(wèn)DSD模式。

DSD=1（寄存器20）

DSD模式提供低通濾波功能，將1位過(guò)采樣數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為模擬域。使用模擬FIR濾波器結(jié)構(gòu)提供濾波。四個(gè)FIR響應(yīng)可用，并且由控制寄存器18的DMF[1:0]位選擇。

在輸入DSD數(shù)據(jù)之前必須設(shè)置DSD位，否則DSD1794錯(cuò)誤地檢測(cè)到TDMCA模式，并且不能通過(guò)串行控制接口接受命令。

DSD格式接口時(shí)的引腳分配

*DSDL（引腳1）：L通道DSD數(shù)據(jù)輸入；

*DSDR（引腳2）：R通道DSD數(shù)據(jù)輸入；

*DBCK（引腳3）：DSD數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘（BCK）。

DSD模式下的模擬FIR濾波器性能

（1）、當(dāng)DSD輸入信號(hào)效率為50%時(shí)，此增益與PCM 0 dB相比較。

系統(tǒng)時(shí)鐘要求

DSD1794的引腳3需要DSD模式的位時(shí)鐘（DBCK）。位時(shí)鐘的頻率可以是采樣頻率的N倍。通常，在DSD應(yīng)用程序中N是64。

位時(shí)鐘與DSDL和DSDR之間的接口定時(shí)需要滿足相同的設(shè)置和保持時(shí)間規(guī)范，如圖42所示。

操作理論

DSD1794采用TI的高級(jí)段DAC架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了出色的動(dòng)態(tài)性能和對(duì)時(shí)鐘抖動(dòng)的容忍度。DSD1794提供平衡的電流輸出。

通過(guò)數(shù)字濾波器的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)被分為6個(gè)高位和18個(gè)低位。6個(gè)高位被轉(zhuǎn)換成反向互補(bǔ)偏移二進(jìn)制（ICOB）代碼。與MSB相關(guān)聯(lián)的低18位由一個(gè)5電平的三階delta-sigma調(diào)制器處理，該調(diào)制器在64fs下工作。調(diào)制器的1電平相當(dāng)于ICOB代碼轉(zhuǎn)換器的1 LSB。在ICOB轉(zhuǎn)換器和三階delta-sigma調(diào)制器中處理的數(shù)據(jù)組被合并成一個(gè)高達(dá)66電平的數(shù)字代碼，然后通過(guò)數(shù)據(jù)加權(quán)平均（DWA）處理，以減少元件失配產(chǎn)生的噪聲。來(lái)自DWA的高達(dá)66個(gè)電平的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為差動(dòng)電流段段中的模擬輸出。

該體系結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)多位處理的各種缺點(diǎn)，并獲得了良好的動(dòng)態(tài)性能。

模擬量輸出

下表和圖52顯示了數(shù)字輸入代碼和模擬輸出之間的關(guān)系。

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