基于WM8741的音频解码器设计

文章摘要：3．5 设计中应注意的问题 绘制PCB时应注意合理布局，数字元件与模拟元件应分开放置。CS8416的锁相环的外部滤波电阻电容的布局会影响到音频时钟重建的质量，电容应尽量靠近FILT引脚放置，且最好在同一平面上，附近最好不要有过孔。4 结束语 设计实现一个具有24位、192 kHz的采样率的数字音频解码器。该解码器无需MCU控制，电路简单、稳定性高。但由于采用硬件控制模式，电路配置具有一定局限性。如果要进一步增加其功能可增加一片MCU，采用软件控制模式，实现人机交互操作。WM8741优异性能使该解码器输出具有较高的动态范围，极低的噪声，可应用于不同的音频产品。 www.88dzw.c

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3．5 设计中应注意的问题
    绘制PCB时应注意合理布局，数字元件与模拟元件应分开放置。CS8416的锁相环的外部滤波电阻电容的布局会影响到音频时钟重建的质量，电容应尽量靠近FILT引脚放置，且最好在同一平面上，附近最好不要有过孔。

4 结束语
    设计实现一个具有24位、192 kHz的采样率的数字音频解码器。该解码器无需MCU控制，电路简单、稳定性高。但由于采用硬件控制模式，电路配置具有一定局限性。如果要进一步增加其功能可增加一片MCU，采用软件控制模式，实现人机交互操作。WM8741优异性能使该解码器输出具有较高的动态范围，极低的噪声，可应用于不同的音频产品。

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3 解码器硬件设计
3．1 硬件组成
    图1是该解码器硬件结构框图，其中数字音频接收器采用Cirrus Logic公司的高速数字音频接收器CS8416，该器件支持包括S／PDIF在内的多种音频输入，取样频率范围为32～192 kHz。CS8416通过I2S接口与WM8741相连接。I2S总线只处理音频数据，其他控制信号必须单独传输。CS8416的工作原理：接收器把接收到的S／PDIF格式的数字音频数据进行解码转换，同时重建音频数据中的时钟并提供给后续WM8741，音频数据则通过I2S总线接口发送给WM8741。WM8741按照设定的参数完成数模转换后，再以差分形式输出左右通道的模拟音频信号，并经低通滤波器滤除高频谐波噪声，最终得到高质量模拟电压信号。如果输出接口为RCA，还需将差分信号转换为单端信号。

 

3．2 数字音频信号接收模块
    CS8416是数字音频信号接收电路的核心。在软件控制方式下，MCU通过SPI或I2C接口没置参数。该方式还可灵活更改内部配置。在无MCU时则通过硬件控制方式改变其特定引脚电平实现控制。由于本系统中无MCU，因此采用硬件控制方式。在SDOUT引脚上用一只47 kΩ电阻下拉至地即可，且引脚AUDIO、RCBL、U、C等不能悬空，必须通过一只47 kΩ电阻上拉至高电平或下拉至低电平，以便系统复位后，CS8416通过检测这些引脚电平决定其工作状态。表1为该系统设计的控制引脚的配置。

     CS8416具有多个可选的音频输入接口。该系统设计是将CS8416的引脚RXSEL1接高电平，引脚RXSEL0接地，选择引脚RXP3作为音频数据输入接口。音频时钟重建通过片上的锁相环(PLL)实现，该锁相环不需要过多地改变外部元件即可在很大范围内锁定输入音频数据中的取样频率Fs。但外接电阻电容组成的滤波电路也会影响其频率变化范围。为了获得一个低抖动的重建时钟，外接滤波器的电阻电容值如图2所示。

 

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