一款基于USB接口的聲卡

　　電路原理

　　電路原理圖如圖1所示。

　　美國TI公司下屬子公司開發(fā)了一款USB接口DAC芯片—PCM2702(IC1)。它支持USB1.0標(biāo)準(zhǔn)，可接收16bit的立體聲或單聲道的音頻數(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(jì)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（所謂退耦，即防止前后電路網(wǎng)絡(luò)電流大小變化時，在供電電路中所形成的電流沖動對網(wǎng)絡(luò)的正常工作產(chǎn)生影響。換言之，退耦電路能夠有效的消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。），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(jì)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(jì)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。只要有數(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)榈碗娖健Ｒ虼?，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。

　　在元器件上的選擇

　　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，需用優(yōu)質(zhì)的電容。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(jì)為了兼顧使用方便，如果有需要，給這兩塊芯片供電采用外設(shè)電源，效果會更好。圖5是計(jì)算機(jī)上USB線A頭插座的引腳定義。

　　此usb聲卡一裝就成，無須調(diào)試。操作系統(tǒng)為Windows 2000以上的電腦，系統(tǒng)會自動識別，無須安裝驅(qū)動程序。缺點(diǎn)是只有音頻輸出而無輸入。

　　TI公司簡介

　　德州儀器 （Texas Instruments），簡稱TI，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，為現(xiàn)實(shí)世界的信號處理提供創(chuàng)新的數(shù)字信號處理（DSP）及模擬器件技術(shù)。除半導(dǎo)體業(yè)務(wù)外，還提供包括傳感與控制、教育產(chǎn)品和數(shù)字光源處理解決方案。TI總部位于美國得克薩斯州的達(dá)拉斯，并在25多個國家設(shè)有制造、設(shè)計(jì)或銷售機(jī)構(gòu)。

　　"德州儀器最強(qiáng)的優(yōu)勢之一在于價(jià)值 觀及道德規(guī)范。開創(chuàng)者訂立了這些價(jià)值觀念，作為生活中的準(zhǔn)繩，而這也是公司事業(yè)日漸茁壯的關(guān)鍵。[1]追求成長固然是我們的目標(biāo)，但不能為了達(dá)到快速發(fā)展而改變我們的道德規(guī)范。德州儀器具有高度的責(zé)任感，且言行一致。" －德州儀器董事長，總裁兼首席執(zhí)行官Tom Engibous。