采样率为192kHz的24位AD转换器CS5361原理及应用

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 22:37:21

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摘要：CS5361是CRYSTAL公司推出的192kHz采样率、多位（24位）音频Δ－ΣA/D转换器，它具有双通道输入、采样率高、动态范围大等特点，非常适合于高端音响或其它领域的应用。文中介绍了CS5361的主要特点、工作原理，并给出了它的典型应用实例。

关键词：AD转换器；CS5361；采样

１ＣＳ５３６１的主要特性

ＣＳ５３６１是ＣＲＹＳＴＡＬ公司推出的１１４ｄＢ、１９２ｋＨｚ数据输出率的２４位Δ－Σ结构音频ＡＤ转换器，其主要特性如下：

●采用多位Δ－Σ结构；

●具有２４位转换精度；

●１１４ｄＢ动态范围；

●总谐波失真＋噪声优于－１０５ｄＢ；

●系统采样率高达１９２ｋＨｚ；

●功耗小于１５０ｍＷ

●内部带有高通滤波电路或直流失调电压标定电路；

●内带线性相移数字抗混滤波器；javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

●支持５Ｖ到２．５Ｖ逻辑电平；

●采用差动输入结构；

●具有溢出检测功能；

●采用２４脚ＳＯＩＣ或ＴＳＳＯＰ封装形式。

ＣＳ５３６１是供数字音频系统使用的完整的模数转换器，可完成采样、模数转换、抗混滤波等功能，并最终产生以串行模式输出的、对应于左右两个输入通道信号的２４位采样数据，而且其最高数据输出率可高达１９２ｋＨｚ。

ＣＳ５３６１芯片采用具有优良噪声抑制能力的差动输入结构，并采用５阶多位Δ－Σ调制器，同时带有数字滤波器和抽样器，从而避免了需要外部抗混滤波器的麻烦。

２　ＣＳ５３６１的引脚排列及功能

ＣＳ５３６１采用２４脚ＳＯＩＣ或ＴＳＳＯＰ封装，引脚排列图如图１所示。芯片内部结构图如图２所示。各引脚的功能如下：

ＲＳＴ：低功耗模式选择端，低电平有效；

Ｍ／Ｓ：主、从模式选择引脚，该脚为低电平时，芯片为从工作模式；

ＬＲＣＫ：该端可用于决定当前串行数据属于左通道还是右通道；

ＳＣＬＫ：串行移位时钟端口；

ＭＣＬＫ：调制器和数字滤波器的时钟源；

ＶＤ：芯片数字电源；

ＧＮＤ：地参考，必须与模拟地相连；

ＶＬ：数字输入输出部分电源；

ＳＤＯＵＴ：串行数据信号输出端；

ＭＤＩＶ：时钟分频端，该脚为高电平时，主时钟被２分频；

ＨＰＦ：高通滤波器允许端，该脚为低电平时，高通滤波器工作；

Ｉ２Ｓ／ＬＪ：数据输出格式选择端，该脚为高电平时，输出格式为Ｉ２Ｓ，否则为左对齐输出格式；

Ｍ０、Ｍ１：操作模式选择端；

ＯＶＦＬ：左右通道溢出指示脚；

ＡＩＮＬ＋，ＡＩＮＬ－，ＡＩＮＲ＋，ＡＩＮＲ－：分别为左右通道模拟信号的＋、－输入端；

ＶＡ：＋５Ｖ模拟电源输入端；

ＶＱ：内部静态参考电压，使用时应连接滤波器；

ＲＥＦＧＮＤ：内部采样电路参考地；

ＦＩＬＴ＋：内部采样电路参考电压。
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３　基本工作原理

ＣＳ５３６１转换器工作时，应根据工作的具体需要确定工作模式、操作模式、输出格式、高通滤波模式等工作参数，下面分别介绍这些参数的意义及设置方式。

３．１操作模式及采样率范围选择

ＣＳ５３６１转换器的Ｍ１、Ｍ０引脚状态可用于决定芯片的操作模式，通过设置适当的操作模式，可使ＣＳ５３６１的输出采样率（ＦＳ）在２ｋＨｚ到１９２ｋＨｚ之间进行选择。每种操作模式对应的采样率范围如表１所列。

表1 工作模式与输出采样率范围对应表

M1	M0	操作模式	输出采样率范围（kHz）
0	0	单速模式	2～48
0	1	倍速模式	48～96
1	0	四速模式	96～192
1	1	保留	- - -

对于每种操作模式，芯片的性能可能略有差异，例如，工作在单速模式时，ＣＳ５３６１的数字滤波器的通带为０～０．４７ＦＳ，阻带大于０．５８ＦＳ，阻带衰减优于９５ｄＢ，滤波器群延时为１２／ＦＳ（Ｓ）；工作在倍速模式时，ＣＳ５３６１的数字滤波器的通带为０～０．４５ＦＳ，阻带大于０．６８ＦＳ，阻带衰减优于９２ｄＢ，滤波器群延时为９／ＦＳ（Ｓ）；工作在四速模式时，ＣＳ５３６１的数字滤波器的通带为０～０．２４ＦＳ，阻带大于０．７８ＦＳ，阻带衰减优于９７ｄＢ，滤波器群延时为５／ＦＳ（Ｓ），因此，应根据实际需要适当选择ＣＳ５３６１的操作模式。

３．２系统时钟ＭＣＬＫ和ＭＤＩＶ状态

当ＣＳ５３６１的操作模式确定后，系统时钟和ＭＤＩＶ的状态将决定具体的输出采样率（ＦＳ）、左右通道时钟ＬＲＣＫ和串行移数时钟频率（ＳＣＬＫ）。

对于单速模式，其采样率范围为２～４８ｋＨｚ，因此，当ＭＤＩＶ为０时，ＭＣＬＫ的范围应为５１２ｋＨｚ～１２２８８ｋＨｚ；而当ＭＤＩＶ为１时，ＭＣＬＫ的范围应为１０２４ｋＨｚ～２４５７６ｋＨｚ；

对于倍速模式，采样率范围为４８～９６ｋＨｚ，故在ＭＤＩＶ为０时，ＭＣＬＫ的范围应为６１４４ｋＨｚ～１２２８８ｋＨｚ；为１时ＭＣＬＫ的范围应为１２２８８ｋＨｚ～２４５７６ｋＨｚ；

对于四速模式，由于其采样率范围为９６～１９２ｋＨｚ因此，当ＭＤＩＶ为０时，ＭＣＬＫ的范围应为６１４４ｋＨｚ～１２２８８ｋＨｚ；而当ＭＤＩＶ为１时，ＭＣＬＫ的范围则应为１２２８８ｋＨｚ～２４５７６ｋＨｚ。

３．３主从模式设置

通过设置芯片的第２脚为高电平可使ＣＳ５３６１进入主模式，反之进入从模式。主从模式的区别在于进入主模式时，ＬＲＣＫ、

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