电路笔记(元器件)：PCM5102、PCM510xA I2S音频协议 DAC芯片 & PCM5102模块与接线说明

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已于 2025-06-15 13:54:10 修改

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分类专栏：硬件和移动端文章标签：笔记音视频

于 2025-06-15 13:51:30 首次发布

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PCM5102（升级版 PCM5102A）是一款高性能、低功耗的 立体声音频数字-模拟转换器（DAC），由 Texas Instruments（TI）出品，广泛用于音频播放系统、嵌入式设备、无线音响等领域。
- PCM5102 可接收 I2S 数字音频信号，支持 16 / 24 / 32 位 数据宽度。
- 采样率支持从 8kHz 到高达 384kHz，远高于一般音频 DAC（44.1kHz / 48kHz），适用于高保真（Hi-Fi）场景。

在这里插入图片描述

PCM5102 的主要功能是把 数字音频信号（I2S） 转换为 模拟音频信号（立体声 LINE OUT）。它的工作流程如下：

[I2S 音频数据] → [数字滤波器] → [噪声整形模块（ΔΣ调制器）]
               → [DAC 单元] → [内部模拟低通滤波器] → [LINE OUT]

PCM5102 是专门优化为「音频播放」用途，不能当作通用 DAC 用：
- 只能接收 I2S 音频协议（它不接受 SPI/PWM/并行数字）
- 内部滤波和去 DC 偏移设计，导致输出不适合作为 DC 电平控制用途
- 输出有固定 AC 耦合、采样率限制，不适合低速或稳态电压控制

与老款 DAC 相比，PCM5102 在频率 100 kHz~3 MHz 区域的 杂波（out-of-band noise）低了约 20 dB，意味着它对下游功放或音频处理器产生的电磁干扰更小。EMI 更低、信号更纯净，更适合高要求音频场景。
芯片内部有电源掉电或时钟异常检测机制，避免掉电杂音、爆音等“咚”声，提升系统稳定性和听感质量。：
- 检测异常时会 自动降低音量；
- 若异常持续，会 关闭模拟输出（硬静音）。
简化电路接线、降低 EMI、兼容更广系统：
- 传统 DAC 通常要求 主时钟 MCLK（Master Clock）。
- PCM5102 内部集成 PLL（锁相环），可在 仅使用 BCK、LRCK、DATA 三根 I2S 信号线时自动生成内部主时钟。
LINE OUT 输出
- 非POWER OUT,不建议直接驱动喇叭（驱动能力不足，会失真）

请添加图片描述

PCM5102 引脚名	全称/功能	作用说明	ESP32 连接说明（你的代码）
SCK	System Clock (可选)	系统主时钟，PCM5102不需要外部SCK时钟（内部PLL会自动生成）。常接GND。	直接连接 GND 或不连接
BCK	Bit Clock (I2S SCK)	每个音频位的时钟信号，I2S 的基础同步信号之一。	连接到 ESP32 的 `GPIO9`
DIN	Data In	音频数据输入（来自 ESP32 的 I2S SD）	连接到 ESP32 的 `GPIO11`
LCK	Left/Right Clock (WS)	指示左右声道（Word Select），也称 `LRCK` 或 `WS`。	连接到 ESP32 的 `GPIO10`
GND	Ground	接地	连接到 ESP32 的 GND
VIN	Power Input	电源输入，一般为 3.3V 或 5V（取决于模块，推荐 3.3V 保守使用）	连接到 ESP32 的 3.3V