Type-C接口数字转模拟音频解决方案
目前手机大部分都取消了3.5mm耳机接口，那么用有线耳机的用户就需要用到一个type-c转3.5mm耳机接口的转接器，这里笔者分析了市面上大部分的转接器都是大同小异，直到我了解到乐得瑞科技推出的ldr9201音频芯片，确实有不少过人之处。
ldr9201 是深圳市乐得瑞科技推出的高度集成的单芯片 usb 音频控制器，内置时钟，为 耳机应用节省外部 12mhz 晶振。ldr9201 支持 96 khz 24 位采样率与外部音频编解码器 （24 位/96khz i2s 输入和输出），并内置 16/24 位 adc 立体声、16/24 位 dac 立体声、耳 机驱动器、五段硬件均衡器、音频 pll、usb 时钟振荡器和 usb fs 控制器。外部 eeprom 如 24c02~24c16 的连接为 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。ldr9201 为 windows / mac / android 等操作系统的 usb 音频解决方案提供最简洁的 bom。
特点：
◇ 符合 usb 2.0 规范的全速运行模式
◇ 符合 usb 音频设备类规范 v1.0
◇ 支持 44.1khz/48khz/96khz、16bit/24bit 采样率
◇ 嵌入式数字混音器，开机后默认混音器静音（由操作系统控制） 当设置单声道 adc 时，两个 dac 通道都与该单个 adc 数据混合 设置立体声 adc 时，左声道 dac 与左声道 adc 数据混合，右声道 dac 与右声道 adc 数 据混合
◇ 电源模式的 rom 可选设置（usb 总线电源 100ma：默认或 500ma 配置）
◇ adc 和 dac 默认支持 16 位和 24 位，48khz 采样率
◇ 内置耳机驱动，最大 16 欧负载驱动
◇ adc 输入到 dac 输出数据路径可选
◇ 嵌入式 i2s 接口（主/从模式），用于 16/24 位编解码器 dac/adc（eeprom 可选）
◇ 嵌入式 spdif 输入和输出接口，用于 16/24 位编解码器 dac/adc（eeprom 可选）
◇ 嵌入式 12mhz 晶振
◇ 支持 usb 挂起/恢复模式
◇ 内置 usb 收发器
◇ 对于耳机功能，usb 音频功能拓扑有 2 个输入端，2 个输出端，1 个混频器单元，1 个选择器单元和 3 个功能单元（某些单元可以通过 rom 代码选项使能）
◇ 支持 1 个控制端点，1 个同步输出端点，1 个同步输入端点，一个端点中断（hid 使用 中断输入和控制输出）
◇ 备用零带宽设置，用于在此设备不活动时释放 usb 总线上的播放带宽
◇ 音量增大、音量减小、播放静音、录音静音、下一首曲目、上一首曲目、停止、播放和 暂停的引脚，由用户直接控制
◇ 支持音量增大、音量减小、播放静音、下一首曲目、上一首曲目、停止、播放和暂停
◇ 用于外部 mcu 控制的两线串行总线 (i2c bus)
◇ 可以通过 mcu 访问整个 eeprom 空间
◇ 用于主机同步控制的 usb hid
◇ 外部串行 eeprom (24c02~24c16) 接口，用于特定的 usb vid、pid、产品字符串、序 列号、默认增益、默认 eq 设置、播放/录制使能等选项
◇ 通过 hid 或特定要求的 eeprom 写入功能，以方便批量生产
◇ 预加载的 vid、pid 和产品字符串以及具有设置优先级的设计选项： 1.外部 eeprom 2. 嵌入式 rom
◇ 特定的请求和新的虚拟寄存器（10xx_10xx；其中 xx 可以通过寄存器写入和回读来设 置以进行验证），以用于软件保护
◇ 可通过 hid 读/写 gpio 和 mcu 接口寄存器
◇ 真正的无接地电容耳机放大器解决方案
◇ 支持 trrs 音频插孔的 ctia/omtp 自动切换（eeprom 可选）
◇ 支持 ad key 检测（eeprom 可选）
◇ 支持 rgb led（eeprom 可选）
◇ 支持 hid 键盘（eeprom 可选）
◇ 支持 iic 初始化外部编解码器（eeprom 可选）
◇ 内嵌 1.2v por
◇ 内嵌 3.3v 至 5v（具有 250ma 能力）和 1.2v 至 3.3v 稳压器, 可用于单个外部 5v 电 源
◇ 内嵌旋转编码器接口，可用于音量控制（eeprom 可选）
◇ 1.2v 数字内核和音频 pll 功能、3.3v usb pll 功能和 adc/dac 功能
◇ 兼容 win xp、win 7、win 10、mac os、linux os 和 android os，无需安装驱动
框图和说明
线路输入和 usb 模式默认设置
自动增益控制 (agc)
ldr9201 具有 agc（自动增益控制）功能。 可用于自动调整 adc 的输出范围，使 adc 输 出保持在一个稳定的范围内。agc 控制示意图如下图，增益可调范围为-23db~+40db，每 一步调节 1db。
agc 参数可在 eeprom 中设置。控制特点包括时间稳定性、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。其操作示意图如下： agc 调谐的目标是在两条蓝线内。 如前图所示，信号在蓝线区间以下时，agc 会将信号放大到 蓝线区间。 相反，当信号超过蓝色区间， agc 则将信号下降到蓝色范围。
多功能键（4 键）
ldr9201 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 的按键操作方式。四种不同的按键操作为“一次短按”、“连续两次短按”、“一次短按一次 长按”和“一次长按”。每个多功能键针对不同的功能需求，对应不同的控制方式，从而达到 精简按键数量的目的。设置图如下：
led 闪光灯 ldr9201 具有立体声音频波形梯度指示功能。通过 eeprom 设置，最多可提供 6 个指示信号 （l/r 之差，每个通道共用 3 个指示信号）。指示信号可接 led 做音频输出梯度指示。当音频 信号为零时，可将 led 设置为呼吸灯以增加产品多样性。
功能图如下：
设置音频输出指示灯时，可根据需要的输出范围进行调整; 每个指示灯信号可以有 16 级 的建议音频设置值。
五段均衡器
ldr9201 在播放路径上内置了 5 band eq 功能，供用户进行音效调整。 五段均衡器的频 率分别固定在 60hz、300hz、1.2khz、3.6khz 和 12khz。 每个频段的增益可设置为+12db～- ∞db，如下：
用户可根据需要调节多种音效； 调整后的结果将存储在 eeprom 中，可以使用单个按钮以循环 方式改变不同的音效，同时还提供单个 led 用于指示 on / off 音效。 默认情况下，ldr9201 内置了一个低音炮声音设置，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（subwoofer）声音设置如下：
参考方案部分电路图如下：
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特点：
◇ 符合 usb 2.0 规范的全速运行模式
◇ 符合 usb 音频设备类规范 v1.0
◇ 支持 44.1khz/48khz/96khz、16bit/24bit 采样率
◇ 嵌入式数字混音器，开机后默认混音器静音（由操作系统控制） 当设置单声道 adc 时，两个 dac 通道都与该单个 adc 数据混合 设置立体声 adc 时，左声道 dac 与左声道 adc 数据混合，右声道 dac 与右声道 adc 数 据混合
◇ 电源模式的 rom 可选设置（usb 总线电源 100ma：默认或 500ma 配置）
◇ adc 和 dac 默认支持 16 位和 24 位，48khz 采样率
◇ 内置耳机驱动，最大 16 欧负载驱动
◇ adc 输入到 dac 输出数据路径可选
◇ 嵌入式 i2s 接口（主/从模式），用于 16/24 位编解码器 dac/adc（eeprom 可选）
◇ 嵌入式 spdif 输入和输出接口，用于 16/24 位编解码器 dac/adc（eeprom 可选）
◇ 嵌入式 12mhz 晶振
◇ 支持 usb 挂起/恢复模式
◇ 内置 usb 收发器
◇ 对于耳机功能，usb 音频功能拓扑有 2 个输入端，2 个输出端，1 个混频器单元，1 个选择器单元和 3 个功能单元（某些单元可以通过 rom 代码选项使能）
◇ 支持 1 个控制端点，1 个同步输出端点，1 个同步输入端点，一个端点中断（hid 使用 中断输入和控制输出）
◇ 备用零带宽设置，用于在此设备不活动时释放 usb 总线上的播放带宽
◇ 音量增大、音量减小、播放静音、录音静音、下一首曲目、上一首曲目、停止、播放和 暂停的引脚，由用户直接控制
◇ 支持音量增大、音量减小、播放静音、下一首曲目、上一首曲目、停止、播放和暂停
◇ 用于外部 mcu 控制的两线串行总线 (i2c bus)
◇ 可以通过 mcu 访问整个 eeprom 空间
◇ 用于主机同步控制的 usb hid
◇ 外部串行 eeprom (24c02~24c16) 接口，用于特定的 usb vid、pid、产品字符串、序 列号、默认增益、默认 eq 设置、播放/录制使能等选项
◇ 通过 hid 或特定要求的 eeprom 写入功能，以方便批量生产
◇ 预加载的 vid、pid 和产品字符串以及具有设置优先级的设计选项： 1.外部 eeprom 2. 嵌入式 rom
◇ 特定的请求和新的虚拟寄存器（10xx_10xx；其中 xx 可以通过寄存器写入和回读来设 置以进行验证），以用于软件保护
◇ 可通过 hid 读/写 gpio 和 mcu 接口寄存器
◇ 真正的无接地电容耳机放大器解决方案
◇ 支持 trrs 音频插孔的 ctia/omtp 自动切换（eeprom 可选）
◇ 支持 ad key 检测（eeprom 可选）
◇ 支持 rgb led（eeprom 可选）
◇ 支持 hid 键盘（eeprom 可选）
◇ 支持 iic 初始化外部编解码器（eeprom 可选）
◇ 内嵌 1.2v por
◇ 内嵌 3.3v 至 5v（具有 250ma 能力）和 1.2v 至 3.3v 稳压器, 可用于单个外部 5v 电 源
◇ 内嵌旋转编码器接口，可用于音量控制（eeprom 可选）
◇ 1.2v 数字内核和音频 pll 功能、3.3v usb pll 功能和 adc/dac 功能
◇ 兼容 win xp、win 7、win 10、mac os、linux os 和 android os，无需安装驱动
框图和说明
线路输入和 usb 模式默认设置
自动增益控制 (agc)
ldr9201 具有 agc（自动增益控制）功能。 可用于自动调整 adc 的输出范围，使 adc 输 出保持在一个稳定的范围内。agc 控制示意图如下图，增益可调范围为-23db~+40db，每 一步调节 1db。
agc 参数可在 eeprom 中设置。控制特点包括时间稳定性、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。其操作示意图如下： agc 调谐的目标是在两条蓝线内。 如前图所示，信号在蓝线区间以下时，agc 会将信号放大到 蓝线区间。 相反，当信号超过蓝色区间， agc 则将信号下降到蓝色范围。
多功能键（4 键）
ldr9201 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 的按键操作方式。四种不同的按键操作为“一次短按”、“连续两次短按”、“一次短按一次 长按”和“一次长按”。每个多功能键针对不同的功能需求，对应不同的控制方式，从而达到 精简按键数量的目的。设置图如下：
led 闪光灯 ldr9201 具有立体声音频波形梯度指示功能。通过 eeprom 设置，最多可提供 6 个指示信号 （l/r 之差，每个通道共用 3 个指示信号）。指示信号可接 led 做音频输出梯度指示。当音频 信号为零时，可将 led 设置为呼吸灯以增加产品多样性。
功能图如下：
设置音频输出指示灯时，可根据需要的输出范围进行调整; 每个指示灯信号可以有 16 级 的建议音频设置值。
五段均衡器
ldr9201 在播放路径上内置了 5 band eq 功能，供用户进行音效调整。 五段均衡器的频 率分别固定在 60hz、300hz、1.2khz、3.6khz 和 12khz。 每个频段的增益可设置为+12db～- ∞db，如下：
用户可根据需要调节多种音效； 调整后的结果将存储在 eeprom 中，可以使用单个按钮以循环 方式改变不同的音效，同时还提供单个 led 用于指示 on / off 音效。 默认情况下，ldr9201 内置了一个低音炮声音设置，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（subwoofer）声音设置如下：
参考方案部分电路图如下：
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