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第963篇:24比特/192kHz 6通道D/A变换器CS4360及其应用 |
| 发布时间:2005年10月15日 点击次数:2680 |
| 来源: 作者: |
岳云 （南京熊猫电子集团,江苏南京210002） 摘要：介绍CirrusLogic公司开发的D/A变换器CS4360的特点、特性、引脚功能、典型连接电路及Popguard新技术应用。
1前言 CirrusLogic公司推出的CS4360型电路是一个完整的6通道数/模变换系统,它包括数字内插、4阶ΔΣ数/模变换、数字去加重、音量控制、通道混合以及模拟滤波,内部电路结构如图1所示。这种结构的长处是：理想的差分线性、没有因电阻失配误差而引起的失真、没有线性漂移以及较高的时钟抖动容限。 CS4360接受取样频率为4kHz～200kHz的音频数据,功耗低,工作电压范围宽,适用于多通道音频系统,包括DVD插放机、A/V接收机、机顶盒、数字电视、数字VCR和混合控制台等。 2主要特点 （1）24比特变换 （2）102dB动态范围 （3）总谐波失真与噪声之和：－90dB （4）＋3V～＋5V电源 （5）数字音量控制 ——119dB衰减 ——1dB/级 ——过零无喀呖声过渡 （6）低功耗：105mW(采用3V电源时) （7）ATAPI混合 （8）较低的时钟抖动灵敏度 （9）用于控制喀呖声和爆破音的Popguard技术 （10）采用28脚SOIC封装（CS4360KS和CS4360BS）和28脚TSSOP封装（CS4360KZ和CS4360BZ） 表5给出的是CS4360的数字特性（对于CS4360KS/KZ,TA=－10℃～＋70℃;对于CS4360BS/BZ,TA=－40℃～＋85℃,VD=2.0V～5.5V,VLC=VLS=1.8V～5.5V）。 图1CS4360的内部电路框图 图2CS4360的引脚排列 4引脚排列及功能 图2为CS4360的引脚排列图,下面简要说明各个引脚的功能。 1脚：串行音频接口电源——确定串行音频接口所需的信号电平 2脚：串行音频数据输入（SDIN1对应AOUT1x,SDIN2对应AOUT2x,SDIN3对应AOUT3x） 3脚：串行音频数据输入 4脚：串行音频数据输入 5脚：串行音频接口用串行时钟 6脚：左/右时钟——确定在串行音频数据线上目前使用的是哪一个通道。左/右时钟的频率必须为音频取样频率fS 表1CS4360的主要特性
表2CS4360的输出特性
表3CS4360的滤波器特性
1：对于单速方式,测量带宽为0.5465fS至3fS,对于倍速方式,测量带宽为0.577fS至1.4fS;2:去加重仅在单速方式下可用。 3模拟特性和数字特性 表1～表4列出了CS4360的主要模拟特性（除非另有说明,否则满幅输出正弦波,997Hz对于单速方式：fS=48kHz,SCLK=3.072MHz,MCLK=12.288 MHz;对于倍速公式：fS=96kHz,SCLK=6.144MHz,MCLK=12.288MHz;对于4倍速方式：fS=192kHz,SCLK=12.288MHz,MCLK=24.576MHz;测量带宽为10Hz～20kHz。测试负载RL=10kΩ,CL=10pF,VA=VD=VLS=VLC)。 7脚：主时钟—ΔΣ调制器和数字滤波器用时钟脉冲源。表6、表7和表8给出几种标准的音频取样频率及所需的主时钟频率 8脚：数字部分用正电源 9脚：地。应与模拟地相连 10脚：复位 11脚：在控制端口方式下为串行控制端口时钟,在双线方式下需外接一个上接电阻至逻辑接口电压（参见图3）;在独立方式下为数字接口格式DIF——左/右时钟之间以及串行时钟与串行数据之间所需的关系由数字接口格式选择来规定,参见表9。 12脚：在控制端口方式下串行控制数据——SDA在双线方式下为数据输入/输出线,需外接一个上接电阻至逻辑接口电压（参见图3）。在SPI格式中,CDIN为控制端口接口用输入数据线;在独立方式下为数字接口格式。 13脚：在控制端口方式下为地址位0（双线）/控制端口芯片选择（SPI）;在独立方式下为方式选择,用于确定器件的工作方式（见表10）。 14脚：控制端口接口电源——确定控制端口所需的信号电平并为双向控制端口引脚提供电源。
表6单速方式公用时钟频率
表7倍速公式公用时钟频率
表8四倍速方式公用时钟频率
表9数字接口格式——独立方式
16脚：内部取样电路用正电压基准 17脚：内部静态电压用滤波器连接 18脚：静噪控制 19脚：模拟输出 20脚：模拟输出 21脚：地 22脚：模拟部分用正电源 23脚：模拟输出 24脚：模拟输出 25脚：静噪控制 26脚：模拟输出 27脚：模拟输出 28脚：静噪控制 5Popguard过渡控制 CS4360采用了一种能够极大限度地减轻加电和断电过程中的瞬态效应的新技术Popguard,辅以与音频输出相串联的外接隔直电容器,该技术可以把单端单电源变换器常产生的音频瞬态效应降至最低程度。 当CS4360开始加电时,音频输出AOUTAx和AOUTBx被箝位至GND。在延迟约1000个取样周期后,每个输出开始向静态电压倾斜。大约10000个时钟周期之后,输出电压达到VQ,音频输出开始。这一平缓的电压倾斜为外接隔直电容器充电至静态电压提供了时间,从而最大限度地减轻了加电瞬态效应。 为了防止断电时的瞬态效应,CS4360必须首先进入断电状态。此刻,音频输出停止,内部输出缓冲器被与AOUAx和AOUTBx断开,代之以软启动电流吸收器,使隔直电容器缓慢放电。放电一结束,即将CS4360的电源关断,整个系统便为下一次加电做好了准备。 为了防止在下一次加电时出现音频瞬态效应,需要确保在关断电源或退出断电状态之前隔直电容器充分放电。否则当音频输出一开始被箝位至GND时就会发生瞬态效应。该器件保持在断电状态的时间与隔直电容器的容量有关,比如,采用3.3μF电容器时,最少的断电状态时间大约为0.4S。 6典型连接方式 图3示出CS4360的标准应用连接电路。 |
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