高品质USB声卡/音频芯片SSS1700|SSS1700设计96 KHz 24位采样率USB耳机麦克风方案|SSS1700中文设计方案讲解

 

      台湾鑫创在2021年新推的一款SSS1700,是一款高品质USB声卡/音频芯片，具有96 KHz 24位采样率和外部音频编解码器（24位/96 KHz I2S输入和输出），并具有内置立体声16/24位ADC、立体声16/24位DAC、耳机驱动程序、五频段硬件EQ、，音频锁相环，USB时钟振荡器，和USB FS控制器加物理层。外部24C02~24C16 EEPROM连接为USB VID/PID/产品字符串、默认增益设置和其他定制需求提供了灵活性。

SSS1700的参数特性：

符合USB规范v2.0全速运行

 

符合USB音频设备类规范v1.0

 

支持44.1KHz/48KHz/96KHz、16位/24位采样率（EEPROM选件）

 

嵌入式数字混音器，开机后默认混音器静音（操作系统控制）

当设置单ADC时，两个DAC通道都与该单ADC数据混合

 

当设置立体声ADC时，L-ch DAC与L-ch ADC数据混合，R-ch DAC与R-ch ADC数据混合

 

电源模式设置的ROM选项（USB总线电源100mA：默认或500mA配置）

 

默认支持16和24位，48KHz采样率的ADC和DAC

 

嵌入式耳机驱动，高达16欧姆负载驱动

 

ADC线路输入到DAC输出数据路径选项

 

用于16/24位编解码器DAC/ADC（EEPROM选件）的嵌入式I2S接口（主/从模式）

 

用于16/24位编解码器DAC/ADC（EEPROM选件）的嵌入式SPDIF输入输出接口

 

嵌入式无晶体片上振荡器

 

支持USB挂起/恢复模式

 

用于USB接口的嵌入式USB收发器

对于耳机功能，USB音频功能拓扑有2个输入端子，2个输出端子，（1个混音器单元），（1个选择器单元）和（3）功能单元（一些单元可以通过ROM代码选项启用）

 

支持一个控制端点、一个同步输出端点、一个同步输入端点、一个中断输入端点（HID使用中断输入和控制输出）

 

备用零带宽设置，用于在设备处于非活动状态时释放USB总线上的播放带宽

 

音量增大、音量减小、播放静音、录制静音、下一首曲目、上一首曲目、停止和播放/暂停引脚，供用户直接控制

 

音量增大、音量减小、播放静音、下一首曲目、上一首曲目、停止和播放/暂停支持

 

两线串行总线（I2C总线）用于外部MCU控制整个EEPROM空间可以通过MCU访问

 

用于主机控制同步的USB HID

 

外部串行EEPROM（24C02~24C16）接口，用于客户特定的USB视频、PID、产品字符串、序列号、默认增益、默认EQ设置、播放/记录启用和其他选项

 

EEPROM写功能通过HID或供应商的具体要求，为大规模生产提供方便

 

预加载的VID、PID和产品字符串以及设置优先级的设计选项：i）外部EEPROM ii）嵌入式ROM

 

客户特定请求和新的虚拟寄存器（10XX\u 10XX；其中XX可通过寄存器写回和读回进行设置，以进行验证）用于软件保护

 

GPIO和MCU接口寄存器通过HID读/写

 

真正的头戴式耳机放大器解决方案

 

支持CTIA/OMTP自动切换TRRS音频插孔（EEPROM选件）

 

支持AD键检测（EEPROM选项）

 

支持RGB LED（EEPROM选件）

 

支持HID键盘（EEPROM选件）

 

支持IIC初始外部编解码器（EEPROM选项）

 

嵌入式1.2V POR

 

嵌入式5V至3.3V（250mA容量）和3.3V至1.2V调节器，用于单个外部5V电源

 

用于音量控制的嵌入式旋转编码器接口（EEPROM选件）

 

1.2V数字核心和音频PLL操作、3.3V USB PLL操作和ADC/DAC操作

 

兼容Win XP、Win 7、Win 10、Mac OS、Linux OS和Android OS，无需额外驱动程序

SSS1700的设计特性与电气参数：

1.绝对最大额定值

  2.直流特性

3. 交流特性

 

耳机输出

麦克风输入特性

4.引脚描述

 

48脚LQFP/QFN的引脚输出图

 36脚QFN引脚输出图

引脚列表表

 

播放、录制和功能选项

 

 

插入路径选择功能选项

5.方框图和说明

 

USB模式下的线路默认设置

自动增益控制（AGC）

 

SSS1700具有AGC（自动增益控制）功能。它可以自动调整ADC的输出范围，使ADC的输出保持在一个稳定的范围内。AGC控制原理图如下，增益可调范围为-23dB~+40dB，每级1dB可调。

 

AGC参数设置可在EEPROM中设置。控制特性包括时间稳定性、误差范围、主动方式、保持时间、调速等，这些参数需要单独设置。其运行图如下：

AGC调谐的目标是在两条蓝线以内。如图前所示，信号低于蓝线间隔，则AGC放大器将信号调至蓝线范围。类似地，在图中，信号超过蓝色间隔，然后AGC将信号降低到蓝色范围。

 

 

多功能按键（4键）

 

SSS1700最多支持4个多功能键。通过EEPROM设置，每个多功能键最多可以有四种不同的按钮操作方式。四种不同的按钮操作是“短按”、“连续两次短按”、“短按和长按”和“长按”。

 

每个多功能按键对应不同的控制方式，以满足不同的功能需求，从而达到精简按键数量要求的目的。设置示意图如下：

 

按键输入可从以下位置设置：功能输出可分配给：

 

LED 灯效功能

 

SSS1700具有立体声音频波形梯度指示器功能。通过EEPROM设置，可提供多达六个指示信号（L/R之差，为每个通道共用三个指示信号）。指示信号可接LED作为音频输出梯度指示器。当音频信号为零时，LED可设置为呼吸灯，以增加产品多样性。

 

以下是功能图：

 

设置音频输出指示灯时，可根据所需的输出范围进行调整；每个指示灯信号可有16个电平进行建议的音频设置。

 

五频段均衡器

 

SSS1700在播放路径上构建了5个频段的均衡功能，提供给用户进行音效调整。五波段均衡器的这些频率分别固定在60Hz、300Hz、1.2KHz、3.6KHz和12KHz。可将每个频带的增益设置为+12dB~-∞dB，如下所示：

 

用户可根据需要调节多种音效，调节后的音效存储在EEPROM中，可以用单个按钮在循环方式下改变不同的音效，同时还提供单个LED指示开关音效。由默认情况下，SSS1700内置了一个低音炮的声音设置，因此，在没有外部EEPROM的情况下，仍然有一个EQ声音转换供用户使用。预设低音（低音炮）声音设置如下：

SSS1700详细设计 96 KHz 24位采样率USB耳机麦克风方案结构方框图如下所示：