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[参考译文] LME49721:PDM 数字麦克风至模拟转换

Guru**** 2347070 points
Other Parts Discussed in Thread: SN74AUC2G86, LME49721
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/1510846/lme49721-pdm-digital-mic-to-analog-conversion

部件号:LME49721
Thread 中讨论的其他器件:SN74AUC2G86

工具/软件:

 在不使用 DAC 的情况下、将 PDM 数据流转换为模拟输出的超高质量方法是什么?
我的功率预算非常有限、因此即使不是不可能使用 DAC、也会使 DAC 变得困难。

我听说过很多人都建议使用低通滤波器。
虽然是正确的、但这有一些基本问题:

PSRR。
PDM 数据流在0和1之间交替、即接地端和 Vcc。
在这上使用低通滤波器会导致大约6dB 的 PSRR、这实在是太糟糕了。  

2、时间不确定性。  
PDM 数据流在时钟改变极性时与数据有效时具有宽容差。
例如、在一种产品上、在5MHz 时钟上、数据有效时间范围为103nS 至188nS。

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    您好:

    感谢您的联系。 我们正在调查您的查询。  

    此致、
    Sydney Northcutt  

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    尊敬的 Jason:

    遗憾的是、低通滤波器是在不通过编解码器的情况下解调信号的唯一方法(PDM -> I2S ->模拟)。

    我不确定 PSRR 的6dB 数字来自哪里。 您能在那里详细说明一下吗? 性能应反映麦克风的规格。

    此致、
    Jeff McPherson

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    我是如何得出 PSRR 为6dB 的。

    PDM 信号将在0 (接地)和1 (电源电压)之间交替。
    在麦克风上没有输出(静音)的情况下、PDM 将等于0和1的数量。
    这意味着低通滤波器之后的输出将是电源电压的1/2、相关的电源电压噪声为1/2。
    当然、任何高于 LP 滤波器截止频率的电源电压都将衰减、但任何带内噪声都不会衰减。

    此 PSRR 是对 PDM 源 PSRR 的补充。

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    尊敬的 Jason:

    我看到你的观点。 遗憾的是、事后无法消除该噪声、但如果选择具有高 PSRR 的麦克风、则应有足够的空间来 LP 直流值输出和任何低频噪声(例如60Hz 线路噪声)。 PDM 信号上的带内噪声将是麦克风本身的 PSRR 导致的。

    此致、
    Jeff McPherson

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    我不跟从。   "LP 直流值输出和任何低频噪声(如60Hz 线路噪声)"是什么意思?
    低通滤波器可以保留60 Hz 和直流电。 您说的是 HP 吗?  

    我的目标是实现高保真的频率范围、因此我希望保留20 Hz 的音频。  50/60Hz 仍处于带内状态、高通滤波器不会触及此频率。  但直流失调电压将消失。

    如果我通过反相器运行数字信号、该怎么办?
    这会产生差分信号。  然后我可以将该差分信号置为低电平、
    假设没有其他失配情况、这会消除电源噪声吗?

    当然、"假设没有其他不匹配"是一个很高阶、因为逆变器可能与原始 PDM 源具有不同的驱动能力。
    这完全是另一个问题。  

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    尊敬的 Jason:

    抱歉、您说得对、我想使用的是 HP 过滤器、但键入了 LP 过滤器。

    正如您所说的、尽管它会在频段内、因为您要使用高保真音频。 差分方法并不是一个坏主意、您肯定会通过这样做来消除大量噪声。

    这里假设逆变器不会产生其他噪声。 通过采用一些良好的差分布局、您至少可以滤除麦克风电源中的噪声、只需小心选择的逆变器、确保它不会引入太多额外的噪声。

    此致、
    Jeff McPherson

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    如何使用 SN74AUC2G86双路2输入异或门、1A 连接高电平、2A 连接低电平、信号同时馈送到1B 和2B?
    这应该能够提供具有相同传播延迟和驱动电平的差分信号。
     VOH 和 VOL 似乎非常接近对称。

    然后、可使用  LME49721通过有源二阶 LP 滤波器独立地对这些信号进行低通滤波。
    我的最终输入是差分输入、因此我将依靠该输入的 CMRR 来抑制现在的共模电源噪声。

    或者、使用全差分运算放大器来实现这一点是否更好?
    这是否会提供一些 CMRR 来增加我所驱动的最终输入的 CMRR?

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    让我澄清一下:

    如果我使用 CMRR 为70dB 的差分放大器、之后残留的共模噪声是否仍是共模噪声、还是会与差分信号混合?

    换句话说、我要驱动的输入的 CMRR 为50dB。  如果差分放大器的 CMRR 为70dB、总 CMRR 是否为120dB?

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    尊敬的 Jason:

    全差分放大器可能是更好的选择、这样就可以避免两个不同 LPF 之间的任何差异。  

    差分放大器会将共模衰减70dB、然后共模将再次衰减50dB、因此噪声添加的任何额外共模都会总共降低120dB + 50dB。

    此致、
    Jeff McPherson