单芯片音频系统ADAU1401的特点性能及应用电路

电子设计 2021-03-18 7369

描述

ADI公司的ADAU1401是集成了两个ADC和四个DAC以及微控制器类的控制接口的Sigma DSP 28/56位音频数字信号处理器（DSP），信号处理包括均衡，音频混合，低音增强，多带动态处理，延迟补偿，扬声器补偿以及立体声图像加宽等，可以重置真实扬声器，放大器的不足，从而改善听觉环境，提高音频质量。主要用于多媒体扬声器系统，MP3播放器扬声器，汽车音响，微型立体声，数字电视，音乐乐器等。本文介绍了ADAU1401主要特性，功能方框图，系统框图，自举模式，I2C与SPI状语从句：控制电路图，以及评估板EVAL-ADAU1401AEBZ主要特性，框图，电路图产品状语从句：PCB元件布局图。

ADAU1401是一款完整的单芯片音频系统，具有28位/ 56位音频DSP，ADC，DAC和类似微控制器的控制接口。信号处理包括均衡，交叉，低音增强，多频带动态处理，延迟补偿，扬声器补偿和立体声图像加宽。此处理可用于补偿扬声器，放大器和收听环境的实际限制，从而极大地改善了感知的音频质量。

其信号处理与高端演播室设备中的信号处理相当。大多数处理都是在完整的56位双精度模式下完成的，从而产生了非常好的低电平信号性能。ADAU1401是一款完全可编程的DSP。易于使用的SigmaStudio™软件允许用户使用诸如biquad滤波器，动态处理器，电平控件和GPIO接口控件之类的模块以图形方式配置自定义信号处理流程。

上电时，可以通过串行EEPROM通过其自身的自启动机制或外部微控制器来加载ADAU1401程序。掉电时，参数的当前状态可以从ADAU1401写回到EEPROM，以便在下次运行程序时调用。

两个Σ-型ADC和四个Σ-型DAC提供98.5 dB的模拟输入至模拟输出动态。每个ADC的THD + N为-83 dB，每个DAC的THD + N为-90 dB。数字输入和输出端口允许与其他ADC和DAC的无缝连接。ADAU1401通过I2C®总线或4线式SPI端口进行通信。

ADAU1401主要特性：

28- / 56位，50个MIPS数字音频处理器

2级的ADC：100分贝的信噪比，-83分贝THD + N

4个DAC：104分贝信噪比，-90分贝的THD + N

完全独立工作

的自从

具有4输入多路复用器的串行EEPROM辅助ADC引导，用于模拟控制

GPIO，用于数字控制和输出

可以使用SigmaStudio图形工具进行完全编程

具有56位累加器的28位×28位乘法器，可进行全双精度处理

时钟振荡器可从晶体

PLL生成主时钟，从而可从64×fS，256×fS，384×fS或512×fS时钟生成主时钟

灵活的串行数据输入/输出端口，具有I2S兼容，左对齐，右对齐和TDM模式

支持高达192 kHz的采样率

片上稳压器，与3.3 V系统兼容

48引脚塑料LQFP

ADAU1401应用：

多媒体扬声器系统

MP3播放器扬声器底座

汽车

音响主机微型音响

数字电视

演播室监视器

扬声器分频器

乐器效果处理器

座椅声音系统（飞机/汽车教练）

扬声器

图1.ADAU1401功能框图

扬声器

图2.ADAU1401系统对准

扬声器

图3.ADAU1401自举模式电路图

扬声器

图4.ADAU1401 I2C控制电路图

扬声器

图5.ADAU1401 SPI控制电路图

评估板EVAL-ADAU1401AEBZ

是一个平台，可操作ADAU1401A的所有功能，并具有全方位的模拟和数字输入和输出。数字I / O连接提供S / PDIF和3线串行数据格式。DSP由SigmaStudio™软件控制，该软件通过USB连接到开发板。该评估板由单电源供电，该电源被调节至评估板上的适当电压。PCB采用6英寸×6英寸4层设计，内层具有单个接地层和单个电源层。

可以通过连接到I2C / SPI通信接口的USBi接口控制板来控制ADAU1401A。包含板载自引导EEPROM，可独立于SigmaStudio软件来操作板。随附的GPIO板上的按钮，LED，电位器和其他接口选项可以连接到评估板，以启用GPIO控制。

EVAL-ADAU1401AEBZ也可用于评估与引脚兼容的ADAU1701和ADAU1702SigmaDSP®。ADAU1401A，ADAU1401，ADAU1701和ADAU1702之间的区别是：

•ADAU1701，ADAU1401A和ADAU1401具有1024个程序RAM位置，而ADAU1702具有512个程序RAM位置。

•ADAU1701的数据存储器为2k字，而ADAU1702的数据存储器为0.5k字。

评估包包括：

EVAL-ADAU1401AEBZ评估板

GPIO控制板

USBi板

通用电源

Mini-USB电缆

评估板/软件快速入门指南，其中包括SigmaStudio工具

ADAU1401A，ADAU1401，ADAU1701和ADAU1702的下载链接SigmaDSP评估板