在高端音频ADC上，动态范围已不再是唯一指标
来源:电子发烧友网发布时间:2023-06-301852浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/周凯扬）作为音频处理电路中两大关键器件之一，音频ADC承载了将模拟信号转换为数字信号的重任，是各种音频输入设备中优先考虑的一环。而要说高端的音频ADC的话，最有名的莫过于TI的Burr Brown ADC以及ESS的Sabre ADC了，而两家正好最近也推出了一系列新品，我们不妨一起来了解下当下高端音频ADC有哪些变化。
除此之外，ES9826的另一大特色在于除了两个基于第四代Hyperstream调制器的ADC外，还集成了一个+30dB的可编程增益放大器以及一个高性能的模拟锁相环。在对麦克风的支持上，ES9826也没缩水，不仅集成了一个MIC BIAS调制器支持模拟麦克风，还集成了一个立体声PDM接口来支持数字麦克风。再加上除了支持I2C/SPI软件控制外，ES9826还支持硬件模式，无需外部源编程，如此一来直接为客户省掉了诸多额外的BOM成本。
从参数指标上来看，32位的ES9826可以做到+115dB DHR的单通道动态范围，但在可选的自动范围增强（ARE）功能下，可以进一步提升单通道动态范围至+123dB。在输出上，ES9826可以做到最高768kHz的PCM采样率，结合其动态范围表现，足以用于各种专业麦克风、录音设备以及视频会议系统。
PCM6120-Q1同样集成了一个极低噪声的前端PGA，配合动态范围增强器可以对输入信号进行增益自动调整。PCM6120可以提供113dB的动态范围，在动态范围加强（DRE）启用后可以实现最高123dB的动态范围。除此之外，该ADC也集成了PLL、HPF，并可以实现高达768kHz的采样率。
除了高集成度外，PCM6120-Q1的低功耗特性使其可以采用3.3V乃至1.8V单电源供电，所以特别适合智能座舱这种空间受限的音频工况。除了可以用于座舱内的语音指令系统外，还可以用于对路噪、动力系统噪声进行主动消除的降噪系统。
而实现这一应用靠的正是两个乃至多级ADC的组合，一个处于高增益，一个处于低增益。多级ADC混合得到的信号通过FPGA等单元的处理后，就得到了32bit的浮点音频数据。正因为有了如此强大的动态范围，这样在音乐或会议录制等场景中，就不再需要考虑增益设置过高而产生爆音的问题，因为基本不会再出现因为超过动态范围而失真的情况。
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ESS
今年4月，ESS发布了一款全新的双通道高性能音频ADC，ES9826。与去年开始发布的ES9027MPRO和ES9027PRO这两大旗舰音频DAC一样，ES9826成了其音频ADC阵容中，首个用上了第四代Hyperstream调制器的产品。根据ESS的说法，第四代Hyperstream调制器与上一代架构对比，通过降低数字噪声改善了音频性能，同时还显著降低了功耗。不过根据其公布的本底噪声数据来看，依然维持着和上一代一样的200kHz。除此之外，ES9826的另一大特色在于除了两个基于第四代Hyperstream调制器的ADC外，还集成了一个+30dB的可编程增益放大器以及一个高性能的模拟锁相环。在对麦克风的支持上，ES9826也没缩水，不仅集成了一个MIC BIAS调制器支持模拟麦克风，还集成了一个立体声PDM接口来支持数字麦克风。再加上除了支持I2C/SPI软件控制外，ES9826还支持硬件模式，无需外部源编程，如此一来直接为客户省掉了诸多额外的BOM成本。
从参数指标上来看，32位的ES9826可以做到+115dB DHR的单通道动态范围，但在可选的自动范围增强（ARE）功能下，可以进一步提升单通道动态范围至+123dB。在输出上，ES9826可以做到最高768kHz的PCM采样率，结合其动态范围表现，足以用于各种专业麦克风、录音设备以及视频会议系统。
TI
TI最近则将重心放在了前景可观的车载音频上，推出了一系列车载音频ADC，比如PCM6120-Q1。PCM6120-Q1是TI专为车载音频打造的双通道音频ADC，支持2通道的模拟麦克风输入和4通道的数字PDM麦克风输入。PCM6120-Q1同样集成了一个极低噪声的前端PGA，配合动态范围增强器可以对输入信号进行增益自动调整。PCM6120可以提供113dB的动态范围，在动态范围加强（DRE）启用后可以实现最高123dB的动态范围。除此之外，该ADC也集成了PLL、HPF，并可以实现高达768kHz的采样率。
除了高集成度外，PCM6120-Q1的低功耗特性使其可以采用3.3V乃至1.8V单电源供电，所以特别适合智能座舱这种空间受限的音频工况。除了可以用于座舱内的语音指令系统外，还可以用于对路噪、动力系统噪声进行主动消除的降噪系统。
高端音频ADC的新应用
在音频ADC主打的音频录制领域，近期冒出了很火的32bit浮点录制的概念。与32bit定点录制不同的是，其分辨率依然是24位，只不过加入了8位指数来进一步提高动态范围。传统的24位音频最大动态范围只有144dB，而32位浮点音频不仅可以记录0dB以上的声音，还可记录最高1680dB的动态范围。而实现这一应用靠的正是两个乃至多级ADC的组合，一个处于高增益，一个处于低增益。多级ADC混合得到的信号通过FPGA等单元的处理后，就得到了32bit的浮点音频数据。正因为有了如此强大的动态范围，这样在音乐或会议录制等场景中，就不再需要考虑增益设置过高而产生爆音的问题，因为基本不会再出现因为超过动态范围而失真的情况。
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