Wolfson WM8788高性能24位立體聲ADC的技術(shù)剖析與應用指南

在當今的音頻處理領域，高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)音頻體驗至關(guān)重要。Wolfson Microelectronics的WM8788就是這樣一款專為LCD電視、DVD、藍光播放器和機頂盒等應用設計的24位立體聲ADC。下面，我們將深入剖析這款芯片的特性、參數(shù)及應用要點。

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一、WM8788概述

WM8788是一款高性能的24位立體聲ADC，采用16引腳TSSOP封裝。它具有立體聲模擬輸入對，可通過外部電阻配置為1Vrms的線路電平輸入或更高輸入信號電平。其Hi-Fi ADC能在數(shù)字音頻接口上輸出16、20或24位立體聲數(shù)據(jù)，支持8kHz至192kHz的采樣率，主時鐘（MCLK）比率從128fs到768fs可選。數(shù)字音頻接口可工作在主模式或從模式，支持右對齊、左對齊和I2S模式，可通過硬件控制引腳選擇。該芯片由單一3.3V電源供電，具備上電復位（POR）電路，確保正確啟動和關(guān)閉，當MCLK不存在時，芯片處于復位狀態(tài)，提供低功耗待機狀態(tài)。

二、關(guān)鍵特性

音頻性能

• 高信噪比與低失真：具有106dB的“A”加權(quán)信噪比和 -91dB的總諧波失真（-1dBFS輸出），能提供出色的音頻質(zhì)量。
• 寬采樣率范圍：支持8kHz至192kHz的采樣率，滿足不同音頻應用的需求。

  接口特性

• 靈活的數(shù)字音頻接口：可工作在主模式或從模式，支持16、20或24位數(shù)據(jù)格式，以及右對齊、左對齊和I2S模式。
• 多種主時鐘比率：支持128fs、192fs、256fs、384fs、512fs和768fs的主時鐘比率。

  其他特性

• 硬件配置控制：通過硬件控制引腳實現(xiàn)靈活的配置。
• 集成電壓參考電路：確保穩(wěn)定的電壓參考。
• 單3.3V電源供電：簡化電源設計。

三、引腳配置與訂購信息

引腳配置

WM8788采用16引腳TSSOP封裝，各引腳功能明確，如模擬輸入引腳（INL、INR）、反饋連接引腳（INLFB、INRFB）、電源引腳（AVDD、REFVDD）、數(shù)字控制引腳（AIFMODE1、AIFMODE0、MASTER、OSR）等。

訂購信息

提供了兩種訂購代碼，分別為WM8788GEDT和WM8788GEDT/R，溫度范圍均為 -40°C至 +85°C，采用無鉛16引腳TSSOP封裝，濕度敏感度等級為MSL1，峰值焊接溫度為260°C。其中，WM8788GEDT/R為卷帶包裝，卷帶數(shù)量為2000。

四、電氣特性與性能參數(shù)

絕對最大額定值

需注意各參數(shù)的絕對最大額定值，如電源電壓（AVDD、REFVDD）范圍為 -0.3V至4.5V，數(shù)字輸入電壓范圍為 -0.7V至AVDD +0.7V等，連續(xù)在或超過這些極限條件下工作可能會對器件造成永久性損壞。

推薦工作條件

模擬和數(shù)字I/O電源范圍為2.97V至3.6V，典型值為3.3V，接地引腳GND為0V，且AVDD和REFVDD引腳必須連接到相同的外部電源電壓。

電氣性能

在測試條件下（AVDD = REFVDD = 3.3V，AGND = 0V，TA = +25°C，1kHz信號，fs = 48kHz，MCLK = 256fs），展現(xiàn)出良好的性能，如最大輸入信號電平、輸入電容、信噪比、總諧波失真、動態(tài)范圍、通道分離度等。

五、信號時序要求

系統(tǒng)時鐘時序

主時鐘（MCLK）頻率范圍為2.048MHz至36.864MHz，占空比為60:40或40:60。

音頻接口時序

• 主模式：LRCLK從BCLK下降沿的傳播延遲和ADCDAT從BCLK下降沿的傳播延遲最大為20ns。
• 從模式：BCLK周期時間、脈沖寬度高和低、LRCLK建立時間和保持時間等都有相應的要求，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。

六、設備操作與配置

啟動校準

• 從模式：芯片具有相位校準電路，在從模式下工作。校準從設備復位后開始，需要64個BCLK周期完成。為確保校準有效，可采用三種序列來保證MCLK和BCLK信號穩(wěn)定且具有固定相位關(guān)系。
• 主模式：上電后需要進行復位操作，即停止MCLK至少20個周期，然后重新啟動MCLK，以保證信噪比性能符合電氣特性要求。

  數(shù)字音頻接口控制

  通過硬件控制引腳AIFMODE0、AIFMODE1、MASTER和OSR來配置數(shù)字音頻接口的模式和采樣率。不同的引腳組合可選擇不同的數(shù)據(jù)格式（右對齊、左對齊、I2S）和采樣率。

七、應用要點

輸入信號路徑

支持兩個模擬輸入通道，通過反饋輸入引腳（INLFB、INRFB）可實現(xiàn)輸入電路的增益調(diào)節(jié)，支持大于1Vrms的輸入信號。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

采用兩個24位Sigma - Delta ADC，利用多位反饋和高過采樣率降低抖動和高頻噪聲的影響。同時，在ADC輸出信號路徑上集成數(shù)字濾波器，去除直流偏移和其他不需要的噪聲。

數(shù)字音頻接口

通過ADCDAT、LRCLK和BCLK三個引腳輸出ADC數(shù)據(jù)，支持右對齊、左對齊和I2S三種音頻數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)字長可選擇16、20或24位。

WM8788以其高性能、靈活的配置和豐富的功能，為音頻處理應用提供了一個優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設計相關(guān)產(chǎn)品時，需充分考慮其特性和參數(shù)，合理進行電路設計和配置，以實現(xiàn)最佳的音頻性能。大家在使用WM8788過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。