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

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器件來解決這一問題。

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)，通過寫入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)也可以利用它來處理音頻。

圖1.通過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輸入來自TORX173光纖接收器模塊，進(jìn)入DIRIN引腳，然后以I2S格式通過錄音端口輸出到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ADAV801/ADAV803的SYSCLK3引腳訪問，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)的評估板軟件加載。

常見變化

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音頻接口的器件來設(shè)置，包括ADAU1401A、ADAU1701和ADAU1781。雖然本電路筆記未加以說明，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)需要變壓器來將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號，反之亦然。

電路評估與測試

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

設(shè)備要求

ADAU1761評估板利用SigmaStudio通過USBI板(EVAL-ADUSB2EBZ)進(jìn)行編程。SigmaStudio GUI軟件對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評估板需要2個(gè)光纖連接器。為在兩套評估板之間進(jìn)行必要的連接，需要8根單引腳跳線電纜。

開始使用

然后，請參照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軟件來設(shè)置和調(diào)整ADAU1761的寄存器及SigmaDSP內(nèi)核。欲下載SigmaStudio，請?jiān)L問：

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)置文件來對評估板進(jìn)行編程。ADAU1761 SigmaStudio項(xiàng)目只有一個(gè)簡單的帶音量控制的音頻傳輸功能，目的是測試圖1所示電路。

圖2.連接ADAV801/ADAV803評估板和ADAU1761評估板的測試設(shè)置

圖3.測試設(shè)置功能框圖

設(shè)置與測試

可以使用Audio Precision APx585多通道音頻分析儀來產(chǎn)生S/PDIF輸入并捕捉S/PDIF輸出。當(dāng)ADAU1761用作主器件時(shí)，對于滿量程1 kHz輸入信號音，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)無需SRC來同步S/PDIF流與ADAU1761 I2S 流。

CIRCUITS FROM THE LAB實(shí)驗(yàn)室電路

經(jīng)過構(gòu)建和測試可以確保功能和性能的電路設(shè)計(jì)。

借助ADI公司眾多應(yīng)用專業(yè)技術(shù)，解決了多種常見的模擬、RF/IF和混合信號設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

配有完備的文檔，易于學(xué)習(xí)、理解和集成。