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USB立体声音频采集播放方案

滤波的电容 发布于2024-07-03 17:22:15 CC BY-NC-SA协议 分类:消费电子 侵权投诉
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简介:

基于CT7601SR的高规格USB音频方案,支持立体声录音放音

应用场景:

USB声卡,直播声卡

一、产品简介

这是一款基于CT7601SR的高规格USB音频方案,支持2通道输入以及2通道输出


二、应用场景

本产品可以用于电脑外置声卡以及有录音需求的场景


三、产品描述

本产品分为3个功能模块:USB音频部分,数据转换部分以及模拟部分,硬件框图如下

USB立体声音频采集播放方案硬件项目图1

USB音频部分功能由CT7601SR实现,这是一款高规格USB音频桥接芯片,支持USB音频2.0标准,相比USB音频1.0标准具有更高的传输带宽;

该器件具有一个I2S录音端口以及一个I2S播放端口,至高支持192kHz 32bit的规格;以及支持SPDIF输出。

本产品功能实现还需要音频数模转换器(DAC)以及模数转换器(ADC)。在本方案中,DAC采用PCM5102A,用于将7601播放端口输出的串行音频数据转换成模拟音频输出,

ADC采用CS5341,用于将线路输入的模拟信号转换为数字信号,并将转换得到的串行音频数据发送到7601的I2S录音端口,从而实现音频播放以及录音功能。

模拟部分包括耳机驱动器以及ADC输入抗混叠滤波器。由于DAC输出的模拟音频信号是高阻抗线路输出,驱动低阻抗的耳机并不合适。所以DAC输出的模拟音频信号需要经过耳机驱动器,

增强对耳机的驱动能力。一般情况下,在ADC输入之前需要一个滤波器,用于在重点频段限制模拟音频输入信号的带宽,以大致满足采样定理。本方案采用基于运放的有源滤波器用于输入抗混叠。


四、技术参数

1)电源输入:5V USB Type-C输入,典型消耗电流小于150mA(输入输出端口同时工作,采样率192kHz下测得)

2)USB标准以及传输速度(理论最高值):USB-HS,480Mbps

3)模拟音频输出:3.5mm单端信号输出,0dB输出电平2.1Vrms,适配耳机阻抗32Ω-600Ω,输出功率125mW(32Ω负载)

4)模拟音频输入:3.5mm单端信号输入,0dB输入电平2.1Vrms,输入阻抗10kΩ

5)S/PDIF数字音频输出:Toslink方口

6)DAC输出信噪比(SNR):112dB,动态范围(Dynamic Range):112dB,总谐波失真+噪声(THD+N):低于-90dB,通道分离度:大于100dB

7)ADC输入信噪比(SNR):105dB,动态范围(Dynamic Range):105dB,总谐波失真+噪声(THD+N):低于-90dB,通道分离度:大于90dB


五、使用说明

将板子通过USB线缆连接到电脑,先进行固件烧录,烧录方法以及工具固件见附件,烧录成功后电脑会自动识别到声卡并且可以正常使用。

功能测试方法详情见附件。

板子的各输入输出接口以及器件主要布局见下图

USB立体声音频采集播放方案硬件项目图2


六、备注

  • 本产品需要烧录固件方可正常使用,固件及其烧录工具可在“附件”中“源代码/固件”中下载;烧录方法参考附件中固件烧录说明。
  • 本项目成本约为50元,其中CT7601SR 约21元/pcs、DAC 约5元/pcs、ADC约9元/pcs、其他元器件成本约15元。
  • 附件中包含iBOM、Gerber、供采购的物料清单以及固件等资料。
  • PCB打样厚度请选择1.6mm,叠层顺序Gerber选择文件中已注明。


七、测试视频

测试环境


使用Audacity录音软件进行录音测试


USB音频 信号采集 数模转换器 模数转换器
最近更新时间 2024-07-03 17:22:15
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