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usb声卡设计

时间：2011-01-04 04:57:14

关键字： USB声卡电平运放 PCM

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[导读]　本文介绍一款采用USB接口的声卡，效果相当不错，电路也很简单。　　电路原理　　电路原理图如图1所示。　　PCM2702(IC1)为美国TI公司属下的BB公司生产的USB接口DAC芯片。PCM27O2支持USB1.0标准，可接收16bit的立体

　本文介绍一款采用USB接口的声卡，效果相当不错，电路也很简单。

　　电路原理

　　电路原理图如图1所示。

　　PCM2702(IC1)为美国TI公司属下的BB公司生产的USB接口DAC芯片。PCM27O2支持USB1.0标准，可接收16bit的立体声或单声道的USB音频数据流，其基本参数如表1所示。IC2为集成双运放，用作输出缓冲放大。

　　IC1的左边为数字输入部分，右边为模拟输出部分，PCM2702的2脚要求电压为3．3V，在这里，巧妙地用一个红色发光管降压，并兼作电源指示，只要插上USB口它就会亮，并接R1是为了减轻LED的负担。R2为上拉电阻，考虑到计算机提供的电源高频纹波较大，故采用较强的滤波措施。C3～C11和C18均为电源滤波和退耦电容，加一个电感作模拟部分的滤波。

　　PCM2702的音频输出偏置为1~2Vcc，因后接的缓冲运放为单电源应用，故不加隔直电容，这样运放也不用加偏置电阻。IC2构成一个直流放大倍数为1、交流放大倍数为2的缓冲放大器，C16、C17、C19、C20 为隔直电容。若忽略运放输出电阻，隔直电容容量计算公式如下：

　　C=7/(6πf_LR_L)

　　式中，f_L为下限频率，R_L为负载阻抗，若设定下限频率为40Hz，两个耳机并联使用，因一个普通耳机阻抗通常为32Ω，那么RL为16Ω，可计算得隔直电容值为580.5uF，这里用680uF，并一个0.22uF的CBB电容可改善高频音质。当然，由于PCM2702输出已具有较大的幅度，可以直接推动如TDA2282等小功率功放，故可将运放改为功放，这样，输出功率会大些。

　　PCM2702的11到13脚为状态标记引脚。生产商给的资料指出：10脚状态在无音频信号时为高电平，在第二帧音频数据的首部到来即变为低电平，直到音频数据结束后第二帧首部到来才变为高电平。只要有数据输入，11脚便为高电平。12脚在数据的第一帧起始到第二帧起始为高电平，在此后的音频数据信号正常输入过程中则为低电平，或如果音频信号持续1024个取样周期为零，便为高电平。图2是这3条引脚状态的时序图。据此，可用10脚输出的信号加在一反相器上，驱动LED作工作指示，如图3所示。但在播放音乐时实测发现，整个音频数据流输入过程中，12脚一直维持高电平，音乐一旦停止，12脚随即变为低电平。因此，亦可用12脚信号驱动工作指示电路，这时，电路如图4所示，这两个应用方案，相对后者而言，前者具有严格的指示意义，但功耗稍大。

　　元器件选择

　　所有电解电容耐压值应在6.3V以上，电阻功率除R17须1/4W 外，其余的1/16W 即可。C12、C15、C16、C17、C19、C20对音质影响较大，应选用优质电容。L1可自制，在小磁芯(柱形、环形均可)上用较粗的漆包线绕10匝左右即可。为了方便使用，在本电路中，供电电压直接取自USB的5V正电源。因此，应选用低压运放，最好能选用单电源的运放。本电路设计为了兼顾使用方便，如果有需要，可采用外设电源给这两块芯片供电，效果会更好。图5是计算机上USB线A头插座的引脚定义。

　　本usb声卡无须调试，一装即成。凡操作系统为Windows 2000以上的电脑均无须安装驱动程序，系统可自动识别。缺点是只有音频输出而无输入。