Σ-Δ型ADC和DAC的特点和使用注意事项

2 TLC320AD75C简介

TLC320AD75C是使用四阶Σ-Δ技术的高性能20位立体声模数和数模转换器(ADA),能同时进行四路20位分辨率的模拟到数字(A/D)和数字到模拟(D/A)信号通道的转换。其它功能还包括数字衰减、数字复原滤波、软静音和片内定时及控制[3]。该芯片具有以下特点:

·单5V(模拟/数字)电源电平及3.3V至5V数字接口电平

·采样速率高达48kHz;

·分辨率为20位;

·ADC的信噪比为100dB;

·ADC的总谐波失真+噪声为0.0017%;

·DAC的信噪比为104dB;

·DAC的总谐波失真+噪声为0.0013%;

·内部电源基准;

·串行接口;

·差分结构;

·DAC具有PWM输出;

·DAC的采样率为32、44.1和48kHz时可进行数字复原滤波;

·DAC具有数字衰减/软静音功能。

TLC320AD75C的引脚排列及引脚功能请参阅TI公司的产品数据手册,其功能框图如图2所示。

3 TLC320AD75C的接口电路设计

由 TLC320AD75C的功能方框图可以看出,TLC320AD75与外电路的接口主要由三部分组成:一是TLC320AD75C与模拟音频数据的接口,包括ADC的差分输入和DAC的PWM输出;二是TLC320AD75C与微控制器的数字音频数据接口;三是DAC的串行控制接口。下面给出具体的电路设计。

3.1 与模拟音频数据的接口

为了提供高的共模噪声抑制比和增加输入动态范围,TLC320AD75C的ADC的输入采用差分形式;同时还要考虑到TLC320AD75C具有很高的速度和分辨率、开关电容输入结构以及单电源工作等特点,这就要求我们必须仔细设计相关的驱动放大器。驱动放大器必须提供一个低的信号源阻抗和足够的输出电流以驱动ADC输入,并且其高频输出阻抗必须足够低,以避免带来转换误差。图3给出了TLC320AD75C与模拟音频数据的接口电路,由于左、右声道电路完全相同,故只画出了一个声道的接口电路。 U1、U2和U3皆选用超低噪声、宽频带、高精度、高速运算放大器OP37。U1和U2将单极性音频输入变换为差分形式的输出,U3则将 TLC320AD75C输出的差分信号对L2-L1(PWM信号)变换成单极性信号。U1中+5V通过两个100kΩ的电阻给运放同相端提供+2.5V的静态偏置,100μF的电容则使其交流接地。U2同相端接法同U1,图3中未画出。

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