usb聲卡設(shè)計

　本文介紹一款采用USB接口的聲卡，效果相當(dāng)不錯，電路也很簡單。

　　電路原理

　　電路原理圖如圖1所示。

　　PCM2702(IC1)為美國TI公司屬下的BB公司生產(chǎn)的USB接口DAC芯片。PCM27O2支持USB1.0標(biāo)準(zhǔn)，可接收16bit的立體聲或單聲道的USB音頻數(shù)據(jù)流，其基本參數(shù)如表1所示。IC2為集成雙運(yùn)放，用作輸出緩沖放大。

　　IC1的左邊為數(shù)字輸入部分，右邊為模擬輸出部分，PCM2702的2腳要求電壓為3．3V，在這里，巧妙地用一個紅色發(fā)光管降壓，并兼作電源指示，只要插上USB口它就會亮，并接R1是為了減輕LED的負(fù)擔(dān)。R2為上拉電阻，考慮到計算機(jī)提供的電源高頻紋波較大，故采用較強(qiáng)的濾波措施。C3～C11和C18均為電源濾波和退耦電容，加一個電感作模擬部分的濾波。

　　PCM2702的音頻輸出偏置為1~2Vcc，因后接的緩沖運(yùn)放為單電源應(yīng)用，故不加隔直電容，這樣運(yùn)放也不用加偏置電阻。IC2構(gòu)成一個直流放大倍數(shù)為1、交流放大倍數(shù)為2的緩沖放大器，C16、C17、C19、C20 為隔直電容。若忽略運(yùn)放輸出電阻，隔直電容容量計算公式如下：

　　C=7/(6πf_LR_L)

　　式中，f_L為下限頻率，R_L為負(fù)載阻抗，若設(shè)定下限頻率為40Hz，兩個耳機(jī)并聯(lián)使用，因一個普通耳機(jī)阻抗通常為32Ω，那么RL為16Ω， 可計算得隔直電容值為580.5uF，這里用680uF， 并一個0.22uF的CBB電容可改善高頻音質(zhì)。當(dāng)然，由于PCM2702輸出已具有較大的幅度， 可以直接推動如TDA2282等小功率功放，故可將運(yùn)放改為功放，這樣，輸出功率會大些。

　　PCM2702的11到13腳為狀態(tài)標(biāo)記引腳。生產(chǎn)商給的資料指出：10腳狀態(tài)在無音頻信號時為高電平，在第二幀音頻數(shù)據(jù)的首部到來即變?yōu)榈碗娖?，直到音頻數(shù)據(jù)結(jié)束后第二幀首部到來才變?yōu)楦唠娖?。只要有?shù)據(jù)輸入，11腳便為高電平。12腳在數(shù)據(jù)的第一幀起始到第二幀起始為高電平，在此后的音頻數(shù)據(jù)信號正常輸入過程中則為低電平，或如果音頻信號持續(xù)1024個取樣周期為零，便為高電平。圖2是這3條引腳狀態(tài)的時序圖。據(jù)此，可用10腳輸出的信號加在一反相器上，驅(qū)動LED作工作指示，如圖3所示。但在播放音樂時實(shí)測發(fā)現(xiàn)，整個音頻數(shù)據(jù)流輸入過程中，12腳一直維持高電平，音樂一旦停止，12腳隨即變?yōu)榈碗娖?。因此，亦可?2腳信號驅(qū)動工作指示電路，這時，電路如圖4所示，這兩個應(yīng)用方案，相對后者而言，前者具有嚴(yán)格的指示意義，但功耗稍大。

　　元器件選擇

　　所有電解電容耐壓值應(yīng)在6.3V以上，電阻功率除R17須1/4W 外，其余的1/16W 即可。C12、C15、C16、C17、C19、C20對音質(zhì)影響較大，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)電容。L1可自制，在小磁芯(柱形、環(huán)形均可)上用較粗的漆包線繞10匝左右即可。為了方便使用，在本電路中，供電電壓直接取自USB的5V正電源。因此，應(yīng)選用低壓運(yùn)放，最好能選用單電源的運(yùn)放。本電路設(shè)計為了兼顧使用方便，如果有需要，可采用外設(shè)電源給這兩塊芯片供電，效果會更好。圖5是計算機(jī)上USB線A頭插座的引腳定義。

　　本usb聲卡無須調(diào)試，一裝即成。凡操作系統(tǒng)為Windows 2000以上的電腦均無須安裝驅(qū)動程序，系統(tǒng)可自動識別。缺點(diǎn)是只有音頻輸出而無輸入。