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[参考译文] DAC8571:用于音乐音频的 DAC

Guru**** 678420 points
Other Parts Discussed in Thread: DAC8811, DAC8571, PCM1770, PCM1772
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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/779971/dac8571-dac-for-music-audio

器件型号:DAC8571
主题中讨论的其他器件:DAC8811PCM1770PCM1772

您好!

我一直在搜索 DAC、以将解码的 MP3文件样本转换为模拟信号、然后馈送到放大器和扬声器中。 我遇到了该 DAC、想知道这是否适合该应用。 我的目标采样率为44.1kHz。 我将使用 STM32F4微控制器(具有大量通信外设和高内部时钟速度)连接 DAC。

我目前正在使用 DAC8811 和 I/V 转换器运算放大器、但我更喜欢使用具有 I2C (或 I2S)接口的 DAC。

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    Daniel:

    如果这是"真正"的音频应用、为什么不考虑音频 DAC?

    我们偶尔会看到用于音频应用的精密 DAC、如您提到的 DAC8811和 DAC8571、但通常它们是使用低分辨率(12位) DAC 实现的、并且是性能较低的应用。 例如、烟雾探测器或火灾警报器、其中包括一些预先录制的音频样本。 当然、也存在例外情况。

    在音频或交流应用中使用精密 DAC 的"危险"仅仅是产品没有采用全面的交流规格、在某些情况下也没有采用任何交流规格。 因此、如果您考虑一些严格的 THD 或 SNR 目标、音频 DAC 可能是更好的方法。

    让我们详细了解您的具体绩效期望、而不仅仅是您提到的采样率。
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    杜克

    感谢你的答复。 老实说、我不太熟悉音频 DAC 会带来的差异、但如果您有一些示例、我想了解一下该解决方案。

    我的绩效期望一点也不严格。 优于90dB 的 SNR (这就是我选择16位 DAC 的原因)、而目前低于10%的 THD 将是正常的。

    作为参考、我将使用 的 D 类放大器是 TPA3128D2

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    Daniel:

    我想、在接口级别需要考虑的主要因素是、音频 DAC 通常希望在 I2S 总线上提供输入数据、但器件配置通常还会提供额外的 I2C 或 SPI 总线接口。 还提供其他更简单的配置选项、我们通常将这些选项称为"HW Config"、基本上只需使用简单的 GPIO 样式连接到逻辑低电平或高电平即可配置器件、从此处开始、只需提供正确格式的 I2S 数据即可驱动音频输出。

    通常、精密 DAC 是非常直接的接口、只能通过 I2C 或 SPI 总线控制进行配置。 在使用精密 DAC 时遇到挑战的地方、它们通常不具有 THD 或 SNR 性能特征、因为它们的目标用例仅为直流。 因此、代码对代码干扰、数字馈通和通道到通道串扰等伪影将产生影响。 另外、您必须考虑这些基于电阻器的拓扑在输出上具有快于预期的伪影、这会导致 THD/SNR 下降。 考虑到您将自己控制在相对较窄的频带范围内、因此包含这些效果可能是合理的。 此外、90dB 并不是目标的全部疯狂。

    首先、我将考虑哪些接口可供使用且方便您使用。 音频 DAC 是专门为此而设计的、即使考虑到成本因素、也可以为您提供最佳服务、因为您已经在考虑16位精密 DAC 产品。 如果由于某种原因这些接口不适合您、我们可以使用精密 DAC 进行设计。
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    杜克

    感谢您的精彩介绍。 听起来、音频 DAC 就是我的目标、与 I2S 连接没有任何问题。

    为了控制 DAC、我还能够连接 SPI 或 I2C。 如果需要、我还能够连接硬件设置。

    此外、我最多只需要2个通道、因为我要驱动单个扬声器。

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    Daniel:

    这将为您提供大量的音频 DAC 产品系列。 我建议您查看参数搜索工具、并尝试找到您所查看的性能、封装、尺寸和成本的理想媒介。

    您可以从 PCM1770或 PCM1772开始。 PCM1770包含一个高功率输出放大器、而 PCM1770是一个线路驱动器、它将是驱动您提到的 D 类放大器的合适器件。 正如我说过的、还有其他选择。

    请在查看参数搜索工具后告知我们、您是否需要任何进一步的帮助。

    www.ti.com/.../products.html
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    杜克

    与往常一样、您的帖子非常有用。  PCM1772 似乎非常适合我的设计。 我现在正在查看 DAC 输出上需要的滤波器、数据表似乎需要 LPF。 最初、我使用 的是重建滤波 器设计、但现在似乎没有必要这样做。

    我正在考虑一阶无源 RC 滤波器设计。 我希望 R = 1k、目标截止频率为100kHz。 这使我的 C = 1.6nF。 您能否确认或拒绝此滤波器设计是否合适?

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    Daniel:

    最后、您最好了解自己的要求、因此将留给您哪些适合该设计的资源。 考虑到我们已经讨论了音频并选择了音频器件、我将提供100kHz 的频率通常远高于音频系统通常实现的典型滤波器截止频率。 声音范围为20Hz 至20kHz、因此通常滤波器截止频率接近20kHz。

    音频 DAC 产生的噪声超出可闻频带-通常称为带外噪声-基本上大于20kHz。 有些器件比其他具有复杂内部噪声整形功能的器件更好地控制这一点。 在任何情况下、任何此类带外噪声都可能会使自身混叠回到低频音频带、并降低音频质量。 因此、我们通常建议-即使对于具有这些噪声整形滤波器的器件、线路驱动器和输出放大器之间至少有一个 R/C 低通滤波器。 对于更高性能的系统、或者对于不具有这些噪声整形功能的器件、我们可能建议使用更高阶的滤波器。

    去年、我们与中等功率音频放大器团队一起制作了有关这些方面的视频。 您可以通过以下链接查看该视频。 我认为 TINA 仿真并没有贯穿到在线视频发布中、但电路非常简单、您可能可以轻松地重新创建它们并运行一些仿真来确定您是否对性能满意。

    training.ti.com/designing-premium-audio-system
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    您对滤波器设计的响应非常有用。 关于 PCM1770、您提到过它具有用于差分输出的线路驱动器。 这是否意味着我将通过控制 DAC 输出电压的衰减来控制来自扬声器的音量?
    回顾一下我的设计、正如您所说的、PCM1770似乎更适合我的放大器。