20位单片音频数模转换器PCM63P
20位单片音频数模转换器PCM63P 关键词：FCM63P；数模转换器；
音频 １ 概述 ＰＣＭ６３Ｐ是ＢＢ公司采用独特双ＤＡＣ共线结构生产的超低失真２ ０位精密ＤＡＣ芯片。该结构可消除有害的数模感应干扰误差和其它双极性零点 附近的非线性，因此，ＰＣＭ６３Ｐ的噪声非常低 最大ＳＮＲ为１１６ｄＢ 同时具有１６倍的过采样率和快速建立时间电流输出 ２ｍＡ阶跃时为２００ ｎｓ 。下面是ＰＣＭ６３Ｐ的主要特点：
●是一种共线的２０位音频ＤＡＣ；
●可近于理想地在低电平工作；
●输出无数模感应干扰；
●可快速（２００ｎｓ）电流输出（±２ｍｓ）；
●带有工业标准的串行输入接口；
●超低失真，最大－９６ｄＢ（无外部调整）；
●带有基准源；
●最小ＳＮＲ为１１６ｄＢ（按加权方式计算）；
●具有１６倍过采样能力。
２ 结构功能 图１所示是ＰＣＭ６３Ｐ数模转换芯片的内部结构框图。图２则给出了其 引脚排列，各管脚的功能说明如下：
ＣＡＰ（１脚）：伺服放大器去耦电容接入端；
＋ＶＡ（２脚）：＋５Ｖ模拟电源；
ＣＡＰ（３脚）：基准去耦电容接入端；
ＣＡＰ（４脚）：失调去耦电容端；
ＢＰＯ（５脚）：双极性偏置电流输出端口，典型偏置电流输出为＋２ｍ Ａ；
ＩＯＵＴ（６脚）：ＤＡＣ电流输出；
ＡＣＯＭ（７脚）：模拟公共端；
ＲＦ１（９脚）：
反馈接入端；
ＲＦ２（１０脚）：
该脚与９脚之间在芯片内部接有１．５ｋΩ反馈电 阻以用于外部反馈；
－ＶＤ（１１脚）：－５Ｖ数字电源；
ＤＣＯＭ（１２脚）：数字公共端；
＋ＶＤ（１３脚）：＋５Ｖ数字电源；
ＣＬＫ（１８脚）：ＤＡＣ数据时钟输入；
ＬＥ（２０脚）：ＤＡＣ数据锁存允许；
ＤＡＴＡ（２１脚）：ＤＡＣ数据输出；
ＵＢ２ Ａｄｊ（２３脚）：选择高ＤＡＣ位２调整（－４．２９Ｖ）；
ＬＢ２ Ａｄｊ（２４脚）：选择低ＤＡＣ位２调整（－４．２９Ｖ）；
ＶＰＯＴ（２５脚）：
位调整基准电压抽头（－３．２５Ｖ）；
－ＶＡ（２８脚）：－５Ｖ模拟电源；
ＮＣ（其它）：空脚。
３ 工作原理３．１ 双ＤＡＣ共线结构 ＰＣＭ６３Ｐ采用的是新型设计。它把传统ＤＡＣ的优点（良好的满量程 性能、高信噪比和使用方便）和优秀的低电平性能结合起来。其内部的两个ＤＡ Ｃ以互补的方式组合起来，可以产生良好的线性输出。这两个ＤＡＣ共享基准源 和Ｒ——２Ｒ阶梯网络，从而保证了在所有条件下的完全跟踪。它们通过交换Ｄ ＡＣ的个别位和激光校准的精密电阻来使ＤＡＣ之间达到高精度匹配。
ＰＣＭ６３Ｐ采用的这种新的互补线性结构也称双ＤＡＣ共线结构，该结构 可在两个方向上以小的阶跃离开零点，从而避免了任何误操作或“大”的线性误差， 同时可提供一个绝对值电流输出。ＰＣＭ６３Ｐ的低电平性能确保了它的２０位 精度，尤其是在临界的双极性零点附近。
３．２ 动态指标 ＰＣＭ６３Ｐ的一个重要动态指标就是总谐波失真＋噪声（ＴＨＤ＋Ｎ） ＰＣＭ６３Ｐ以８倍４４．１ｋＨｚ的标准音频采样频率读入数字数据，从而 实现９９１Ｈｚ的正弦波输出。其音频转换的动态范围可看作是相对于０ｄＢ的 －６０ｄＢ有效输出信号电平下的ＴＨＤ＋Ｎ的测量值。在－９０ｄＢ输出电平 上，ＰＣＭ６３Ｐ对理想信号的偏差一般少于±０．３ｄＢ。这些性能体现了Ｐ ＣＭ６３Ｐ共线ＤＡＣ电路在低噪声和双极零点附近接近理想的性能。
４ ＰＣＭ６３Ｐ的应用 ４．１ 数字输入 ＰＣＭ６３Ｐ能够接收与ＴＴＬ兼容的逻辑电平。在输入线上，采用差动 电流模式的逻辑输入结构改善了ＰＣＭ６３Ｐ的抗噪声干扰能力。ＰＣＭ６３Ｐ 的数据形式采用的是二进制补码形式，是最高有效位在前的串行数据流。位串中 的任何数字都可以在２０位数据前加载，因为在ＬＥ（寄存器使能信号）变低后， 只有在它之前的最后２０位数据才能转移到并行ＤＡＣ寄存器中。
在ＰＣＭ６３Ｐ芯片中，ＤＡＣ的串行数据输入位都在时钟ＣＬＫ的上升沿 触发，ＤＡＣ的串行到并行数据的转换是在使能信号ＬＥ的下降沿进行的。其转 换时序图如图３所示。ＰＣＭ６３Ｐ的典型时钟速率为１６．９ＭＨｚ。４．２ 电源与滤波电容 采用内部反馈电阻的ＰＣＭ６３Ｐ应用电路连接图见图４所示，它采用电 压输出模式。如果不用反馈电阻，ＰＣＭ６３Ｐ的９、１０脚应当悬空。ＰＣＭ ６３Ｐ采用±５Ｖ电源，两个正电源应接于同一点，负电源亦应如此。同时应在 每个电源引脚处加去耦电容，以使电源干扰抑制最大。两个公共点都应连到模拟 电平面并应尽可能靠近芯片。
实际上，图４电路对去耦电容并没有特别的要求，对偏置去耦电容的大小 要求也不严格，但采用较大值的电容会有更好的ＳＮＲ性能。另外，电路中的所 有电容都应尽可能接近芯片引脚以减小从周围电路中感应到的噪声。