原理图

特点：

USB音频codec,支持外接电源，稳定输出高质量音频。

OPA353高速运放，直接带动高阻耳机，音质更稳定。

支持电池/电源适配器辅助供电，防反接辅助供电倒灌

采用高质量钽（读“坦”，化学元素符号为Ta）电容, 高动态响应，比多数MLCC更低失真

（为了降低成本,打样时也可以将Ta电容替换为相同规格的X7R MLCC或铝电解.）

元器件购买容易，价格便宜，低配物料不到20RMB/pcs。

使用说明:（成品）

1.通过type-C数据线连接USB插座与电脑（或手机），观察到板上所有灯亮起。

2.将耳机或扬声器的3.5mm插头插入OUTPUT插座

3.1打开音频播放菜单，将输出切换到“扬声器（USB AUDIO CODEC）”（序号不影响使用），设置合适的音量，即可听到播放的声音。（操作步骤见下图）

3.2对于安卓设备，插入后会自动识别为耳机，有些android设备会提示“并非xx认证的耳机”，但完全不影响使用。

3.3 在某些linux设备上，由于驱动问题，PCM2900C可能被识别出“S/PDIF”输出，虽然某些情况下能够正常使用，但是可能会出现不稳定的情况，建议输出一律选Analog!（见下图，Linux发行版：Archlinux（Gnome desktop））

4.使用辅助电源:辅助电源输入支持最高12V输入，通常可以使用5V~9V电源适配器、8.4V锂电池或9V干电池作为电源供应，使用时，先将电池两极按照正确的极性（BATP连正极，BATN连负极）连接到对应接线柱上或焊接到PCB上

版本说明：

V0.1实际打样中，由于PCB设计时，原晶振电路故障，重新购买了有源晶振焊接并胶水固定，造成实物外观受到影响。

V1.0已经修正晶振电路错误，可以直接打样。

设计思路:

本设计参考TI在文档中给出的应用实例.

本模块是一个简单的USB-模拟音频信号转换模块,插上USB,电脑(或手机)即可自动识别(免驱),接上对应的耳机或后级放大器即可播放音频,接上模拟音频输入就能采集音频,注意模拟音频输入必须有前级放大系统,该设备不支持普通麦克风.*

*普通麦克风指两线硅麦、石墨受话器和XLR平衡接口麦克风，不包括内置电源或外接电源的麦克风与其他设备信号输入。

PCB有USB电涌保护,防外接供电倒灌USB机制,能够抵抗一些误操作与日常生活中的静电.*

*但仍然建议使用钣金或铝型材等静电屏蔽外壳保护设备，尽量不要用手直接接触PCB。

1.确定解码器:

设计使用PCM2900C解码,成本低廉性能稳定(注意IC建议不要在lcsc购买,可以尝试TB商家,大约6~10RMB/片),器件价格低参数测试完备,带音量+-键可以随时调节音量大小.

#PCM2900C支持16bit 48kHz，正常播放完全够用，“hifi”玩家不适用。

2.选择放大器

耳机通常不需要超过500mW供电即可正常运转,USB-PD0规定typec接口至少应该提供5V-3A输出，该场景使用USB作为供电完全能满足需求．这种情况下，通常使用高质量运算放大器放大音频输入．

这里采用轨至规运放OPA2353放大音频输出，放大倍数为-1,外加低通滤波电路降低高频噪音，输出端加上高通滤波器隔离直流，注意放大器比较负极连接COM端。（lcsc缺货，还是在TB购买，3~6RMB）

3.运算放大器电源供应

由于运算放大器对电源噪声敏感，因此使用LDO降压电路降压至3.7V滤除大部分电源噪声。

这里使用TPS795-含待机模式的高速LDO作为运放供电.介于当前该原件的价格,为了降低成本，可以使用AMS1117-ADJ作为电源供应，电路图见widgets。

4.usb插座,,耳机孔与插入指示

由于仪器有一定高度，实际使用中，更多人习惯于使用长边垂直板层，开口朝外的USB插槽，这样的设计也更容易盲插，故设计中采用了90度角朝外的USB，这种USB几乎不可能手焊，想要手焊的话，建议删除原USB，采用USB-TYPEB母座，电路图见widgets。

注意：在CC无连接时，完全符合PD规范的C口VBUS输出电压为0，R3R6两个5.1k电阻为PD0被动触发电阻，如果使用C口工作，建议焊上R3R6，使用type-B 或 micro-usb口没有CC也无需焊接相应的5.1k电阻。

模拟音频输入输出均采用3.5mm带插入检测的耳机孔,PLUG_SNS 网络为插入检测，在未插入时，PLUG_SNS与GND贴合，LED导通，插入后，PLUG_SNS与GND分离，LED熄灭.

若需要实现平时熄灭，插入发光的功能，可以使用NMOS控制LED实现，NMOS通常S极连接GND，在G极电压达到约+5V时导通，具体电路实现见widgets。

5.外围保护电路与低功耗设计

模块使用6V TVS防止USB浪涌或输出连接错误对装置造成破坏性影响。有时供电端电涌或输出端错误连接会使TVS短路从而无输出，此时应测量USB或输出端对地阻值是否为0，若对地短路，通常情况下，更换或移除损坏的TVS可以使装置恢复正常工作。

下图：TVS原件电路

仪器设置有低功耗模式，在USB 休眠（suspend）情况下，仪器会关断所有模拟输出（所有LED均熄灭），此属于正常情况，若这种情况造成了困扰，请在系统设置中禁用“USB选择性暂停”。

注意：使用AMS1117时，LED不会随休眠停止工作

注意事项

1.AGND单点连接

AGND为IC所有模拟电源的地，修改PCB时需要注意：为了避免GND上电流引起噪声，所有AGND引脚均在IC焊盘内部单点连接DGND，不能有多重连接。

下图：AGND引脚（圈出）

AGND引脚对应焊盘（用白色框框出）

其他事项

1.若所有元件质量达标,能实现左右双声道16bit@48kHz的音频采样与播放, 对于阻抗为150至1k欧姆的耳机,插孔提供约3.3伏(Vpp)电压,这应该能够较好的还原声音.

2.若使用USB供电,建议使用机箱后侧USB接口,USB口低输出电流的设备建议采用外接供电

注意实际使用体验与用户使用的电脑软件与耳机相关,本设计不对输出音质提供任何保证.

!注意, 该项目不是听力检测仪器,用该项目测试的结果亦不能作为听力好坏的凭证

!!过高音量可能损害听力,请控制播放音量

 目前设备已经使用约半年无异常，欢迎大家挑毛病提建议！