采用音頻編解碼器實(shí)現(xiàn)與SigmaDSP編解碼器的S/PDIF和I2S接口

電路功能與優(yōu)勢(shì)

S/PDIF(索尼/飛利浦?jǐn)?shù)字接口)是消費(fèi)電子設(shè)備常用的一種高質(zhì)量數(shù)字音頻格式，用于音頻設(shè)備的互連。許多音頻編解碼器/DSP僅支持I2S作為數(shù)字音頻輸入/輸出，當(dāng)在需要同時(shí)支持S/PDIF和AES(音頻工程協(xié)會(huì))專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電路中使用這些器件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

圖1所示電路將音頻編解碼器 ADAV801 或 ADAV803 連接到 ADAU1761等SigmaDSP器件來(lái)解決這一問(wèn)題。

S/PDIF格式的音頻輸入先被轉(zhuǎn)換為I2S格式，然后由ADAU1761處理，處理后的I2S格式音頻輸出再由ADAV801/ADAV803轉(zhuǎn)換回S/PDIF格式。ADAV801/ADAV803具有一個(gè)靈活的數(shù)字輸入/輸出路由矩陣，可以處理I2S或S/PDIF格式的音頻，并且能以任何一種格式輸出;利用片上SRC(采樣速率轉(zhuǎn)換器)，它可以用作主器件或從器件。ADAV801/ADAV803支持消費(fèi)音頻標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)寫(xiě)入ADAV801/ADAV803中的相關(guān)寄存器，可以將通道狀態(tài)數(shù)據(jù)嵌入音頻流中。這一特性可以用于在器件之間傳送配置信息。ADAV801/ADAV803有一個(gè)立體聲DAC/ADC，需要時(shí)也可以利用它來(lái)處理音頻。

圖1.通過(guò)ADAV801/ADAV803連接S/PDIF輸入/輸出與ADAU1761

電路描述

ADAV801/ADAV803具有2組輸入/輸出I2S端口，可以使用任何一組。在圖1所示的配置中，回放端口ILRCLK引腳和錄音端口OLRCLK引腳連接到ADAU1761的LRCLK引腳。IBCLK和OBCLK引腳連接到ADAU1761的BCLK引腳。ISDATA引腳連接到ADAU1761的ADC_SDATA引腳，OSDATA引腳連接到ADAU1761的DAC_SDATA引腳。

S/PDIF輸入來(lái)自TORX173光纖接收器模塊，進(jìn)入DIRIN引腳，然后以I2S格式通過(guò)錄音端口輸出到ADAU1761。音頻由ADAU1761 SigmaDSP®器件處理后，便以I2S格式通過(guò)ADC_SDATA引腳輸出到ADAV801/ADAV803的回放端口，然后轉(zhuǎn)換為S/PDIF格式，并通過(guò)DITOUT引腳送入TOTX173光纖發(fā)送器模塊。

電路采用3.3 V AVDD電源供電。電路的主時(shí)鐘由ADAV801/ADAV803或外部振蕩器產(chǎn)生，具體取決于ADAU1761是配置為主器件還是從器件。當(dāng)ADAU1761用作從器件時(shí)，即BLCK和LRCLK由ADAV801/ADAV803驅(qū)動(dòng)時(shí)，MCLK為從S/PDIF流恢復(fù)的音頻時(shí)鐘的256倍。也可以將它配置為等于恢復(fù)時(shí)鐘的512倍。此時(shí)鐘通過(guò)ADAV801/ADAV803的SYSCLK3引腳訪問(wèn)，并且連接到ADAU1761的MCLK引腳。

當(dāng)ADAU1761為主器件時(shí)，MCLK由片上振蕩器產(chǎn)生，通過(guò)MCLKI引腳提供給ADAV801/ADAV803。這種情況下，ADAU1761驅(qū)動(dòng)LRCLK和BCLK線，ADAV801/ADAV803上的SRC用于同步I2S端口和S/PDIF端口之間的音頻。

寄存器設(shè)置

有關(guān)本電路筆記的完整設(shè)計(jì)支持文檔包，請(qǐng)參閱 ，其中包括主器件和從器件兩種配置下ADAV801/ADAV803和ADAU1761的寄存器設(shè)置文件。這些寄存器設(shè)置文件可以利用相關(guān)的評(píng)估板軟件加載。

常見(jiàn)變化

本電路也可以利用任何具有SigmaDSP處理器內(nèi)核，并且需要S/PDIF/AES音頻接口的器件來(lái)設(shè)置，包括ADAU1401A、ADAU1701和ADAU1781。雖然本電路筆記未加以說(shuō)明，但可以修改上述電路以處理AES音頻格式?？梢杂肵LR連接器代替光纖連接器，此時(shí)需要變壓器來(lái)將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，反之亦然。

電路評(píng)估與測(cè)試

本電路利用ADAV801/ADAV803評(píng)估板(EVAL-ADAV801EBZ或 EVAL-ADAV803EBZ) 和ADAU1761 (EVAL-ADAU1761Z)評(píng)估板進(jìn)行測(cè)試。關(guān)于評(píng)估板之間的必需連接和鏈路配置，請(qǐng)參閱設(shè)計(jì)支持文檔。圖2所示為使用兩個(gè)評(píng)估板的完整測(cè)試設(shè)置。

設(shè)備要求

ADAU1761評(píng)估板利用SigmaStudio通過(guò)USBI板(EVAL-ADUSB2EBZ)進(jìn)行編程。SigmaStudio GUI軟件對(duì)PC的要求如下：Windows 7、Windows Vista、Windows XP Professional或Home Edition (SP2);128 MB RAM(推薦256 MB);50 MB可用硬盤空間;1024 × 768屏幕分辨率;USB 1.1/2.0數(shù)據(jù)端口。ADAV801/ADAV803板利用PC的打印機(jī)端口進(jìn)行控制，相關(guān)控制軟件可以從ADI網(wǎng)站下載。將S/PDIF輸入/輸出連接到ADAV801/AD

AV803評(píng)估板需要2個(gè)光纖連接器。為在兩套評(píng)估板之間進(jìn)行必要的連接，需要8根單引腳跳線電纜。

開(kāi)始使用

然后，請(qǐng)參照EVAL-ADAU1761Z 和 EVAL-ADAV801/ EVAL-ADAV803EBZ的文檔執(zhí)行軟件安裝、設(shè)置和系統(tǒng)操作。

使用SigmaStudio軟件來(lái)設(shè)置和調(diào)整ADAU1761的寄存器及SigmaDSP內(nèi)核。欲下載SigmaStudio，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：

用于ADAV801/ADAV803的軟件也可以從ADI網(wǎng)站下載。完成軟件安裝后，就可以根據(jù)ADAU1761是用作主器件還是從器件，而加載設(shè)計(jì)文檔中的適當(dāng)寄存器設(shè)置文件來(lái)對(duì)評(píng)估板進(jìn)行編程。ADAU1761 SigmaStudio項(xiàng)目只有一個(gè)簡(jiǎn)單的帶音量控制的音頻傳輸功能，目的是測(cè)試圖1所示電路。

圖2.連接ADAV801/ADAV803評(píng)估板和ADAU1761評(píng)估板的測(cè)試設(shè)置

圖3.測(cè)試設(shè)置功能框圖

設(shè)置與測(cè)試

可以使用Audio Precision APx585多通道音頻分析儀來(lái)產(chǎn)生S/PDIF輸入并捕捉S/PDIF輸出。當(dāng)ADAU1761用作主器件時(shí)，對(duì)于滿量程1 kHz輸入信號(hào)音，S/PDIF輸出端的總諧波失真加噪聲(THD + N)應(yīng)為大約130 dB。在從器件模式下，THD + N應(yīng)為大約142 dB，因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)需SRC來(lái)同步S/PDIF流與ADAU1761 I2S 流。

CIRCUITS FROM THE LAB實(shí)驗(yàn)室電路

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