EVAL - ADAU1977Z评估板：助力ADAU1977/1978/1979四通道ADC评估

在电子工程领域，对于各类芯片的评估和测试是产品开发过程中至关重要的一环。今天，我们就来详细探讨一下用于评估ADAU1977/ADAU1978/ADAU1979四通道ADC的EVAL - ADAU1977Z评估板。

文件下载：EVAL-ADAU1978Z.pdf

评估板特性与应用场景

特性

EVAL - ADAU1977Z评估板专为评估ADAU1977/1978/1979四通道ADC而设计。其具备出色的性能指标，总谐波失真加噪声（THD + N）在 - 1 dBFS时可达 - 95 dB，信噪比（SNR）采用A加权滤波器时为109 dB，并且还内置了麦克风输入诊断功能。

应用场景

该评估板在汽车领域有着广泛的应用前景，例如汽车音响系统中对音频信号的采集和处理等。

评估板硬件组成

电源供应

评估板的电源供应设计较为灵活。ADAU1978和ADAU1979需要 + 5 V电源，而ADAU1977在测试10 V rms输入时可能还需要额外的 ± 20 V电源。5 V电源连接在J5和J4，± 20 V电源可连接在TP3（+ 20 V）或TP1（ - 20 V）。需要注意的是，5 V电源需能提供1 A的电流，± 20 V电源需能提供至少100 mA的电流。当不使用诊断功能时，± 20 V电源则无需接入。

输入输出接口

• 输入接口：评估板有五个3.5 mm音频插孔用于模拟输入，其中J9用于产生10 V rms的线路电平输入，适用于ADAU1977，其共模电平为7 V；J17、J28、J38和J47分别作为通道1 - 4的线路电平输入至ADC，所有输入均为差分输入。
• 输出接口：ADC数字输出可通过J25（未缓冲）和J26（缓冲）获得，同时还提供2通道索尼飞利浦数字接口格式（SPDIF）输出。J25和J26用于I2S或时分复用（TDM）串行数字输出，U16提供SPDIF光输出，J35提供SPDIF同轴输出。

控制接口

J8（10路插头）可用于I2C/SPI串口通信以控制评估板，配合提供的USB接口板和图形用户界面（GUI）软件，可方便地对设备进行设置。

跳线设置

评估板通过众多跳线来设置不同的工作模式，如J1用于选择辅助输入的内部或外部麦克风偏置，J2用于设置辅助输入的共模电平，J4为电源接地，J5为 + 5 V电源连接等。详细的跳线功能可参考文档中的表格。

评估板连接设置

电源设置

连接电力时，将正电源引线连接到J5，0 V引线连接到J4，但此时不要开启电源。在电源部分，需将跳线J13和J14设置到INT位置，将开关S1置于ON位置，选择J10所需的IOVDD电源（3.3 V或1.8 V），将J11设置到INT位置以使用内部IOVDD，再将开关S2置于ON位置开启1.8 V稳压器。

子板设置

安装跳线J16、J21、J24和J33。J16提供AVDD，J21和J24为升压转换器提供3.3 V电源，J33为ADAU1977/1978/1979提供IOVDD。

PLL和MCLK设置

评估板为ADC提供了三种主时钟源选项：板载12.288 MHz振荡器、JP9的外部源和SMA连接器J52。若使用板载振荡器，需安装跳线JP11；若要关闭振荡器，则移除跳线JP11。设置跳线J50在OSC中心位置。若使用外部主时钟，可通过J52作为50 Ω同轴SMA连接器或JP9作为2路插头进行连接，并相应设置J50的位置。默认情况下，MCLK进行电平转换以满足所需的IOVDD，可通过跳线J43设置。PLL滤波器有MCLK模式和LRCLK模式两种选项，默认选择MCLK模式，可通过跳线J44进行设置。

I2S和SPDIF输出设置

对于I2S/LJ/RJ/TDM格式，需将LK3和LK5、LK1和LK2设置到I2S位置，根据情况将开关S13设置为MASTER或SLAVE位置，缓冲串行输出可通过J26获得，直接（未缓冲）输出可通过J25获得。对于SPDIF格式，需将LK3和LK5、LK1和LK2、LK4、LK6设置到SPDIF位置，SPDIF输出可通过U16以光形式或J35以同轴形式获得。

I2C/SPI控制设置

通过滑动开关S3、S4和S5设置ADAU1977的控制通信协议。若使用I2C协议，需将开关设置到I2C位置，确保JP6未安装，通过开关S9设置设备地址，使用J8连接USBi或其他I2C主控制器，可利用Analog Devices的USBi配合独立GUI或SigmaStudio™软件快速设置评估板。

不同芯片输入应用设置

• ADAU1977线路输入：使用J9将输入源电平转换到VBAT/2电平，将模拟音频源连接到J9辅助输入连接器，设置J2的跳线到VBAT和VBAT2位置，检查J2（Pin 2）的直流电压约为7 V，设置开关S10、S16、S21和S26到ON位置以实现直流耦合输入，设置跳线J15、J20、J27、J30、J36、J40、J46和J49到BUFF位置，也可将信号源直接连接到J17、J28、J38和J47，但需适当进行电平转换。
• ADAU1978/ADAU1979线路输入：确保跳线J15和J20、J27和J30、J36和J40、J46和J49分别设置到 - IN和 + IN位置，设置开关S10、S16、S21和S26到OFF位置以实现交流耦合模式。
• ADAU1977麦克风输入：设置开关S7、S12、S15、S18、S20、S23、S25和S29到ON位置以使用ADAU1977输入作为麦克风，通过这些开关选择麦克风偏置电阻（300 Ω或500 Ω），设置跳线J22、J31、J41和J51到INT位置以使用内部麦克风偏置，使用跳线J17、J28、J38和J47进行麦克风输入连接，设置跳线J15、J20、J27、J30、J36、J40、J46和J49到IN位置，设置开关S10、S16、S21和S26到ON位置以实现直接耦合模式。

评估板的使用与控制

USBi和独立GUI设置

若使用独立GUI，需点击相应的x86或x64文件夹中的setup.exe进行安装，软件安装后会在桌面显示ADAU1977 Rev C图标。

上电操作

开启5 V电源，待机状态下通常从5 V电源汲取40 mA电流。

独立GUI I2C控制

将提供的USBi板连接到J8和PC的USB端口，双击桌面的ADAU1977 Rev C图标启动GUI，点击Power Up建立通信，点击Read all读取PLL状态，确保PLL状态为绿色且锁定。使用ADAU1977且升压转换器开启时，Boost Good指示灯应为绿色。在ADC Control选项卡中设置ADC主模式，将输入源连接到所需输入，注意不同芯片的输入电平要求不同，ADC输出可根据选择在J26或SPDIF输出获得。

麦克风诊断

麦克风诊断仅适用于ADAU1977，将麦克风连接到所需输入连接器，设置开关S10、S16、S21和S26到ON位置以实现直流耦合，选择合适的偏置电阻，设置跳线J22、J31、J41和J51到INT位置以使用内部麦克风偏置，确保GUI Power Up选项卡上的Boost Good指示灯为绿色且Boost开启。默认选择48 k采样率和1.5 MHz升压开关频率，在MIC BIAS CONTROL部分选择所需的麦克风偏置输出电压，确保Mic Bias启用，检查评估板测试点的麦克风偏置电压输出。在GUI的Diagnostics选项卡中点击Read，正常连接和工作时，各通道状态指示灯应为蓝色。可通过制造故障情况来检查诊断功能，GUI可访问所有诊断寄存器，并可进行阈值调整和故障超时调整等操作。

独立GUI SPI控制

若要使用SPI控制模式，需将滑动开关S3、S4和S5切换到SPI模式，确保JP6未安装，在GUI的Options/Comm Protocol中选择SPI模式，此时评估板配置为SPI协议，GUI功能与I2C模式类似。

独立模式

评估板还具备独立模式，无需I2C或SPI控制。插入跳线JP6并将滑动开关S3、S4和S5设置到独立位置即可启用独立模式。在独立模式下，可通过双列直插式封装（DIP）开关S8进行有限的设置选项。

评估板的其他信息

原理图和布局

文档中提供了评估板的详细原理图和布局图，包括顶层组件、各层线路布局等，这些信息对于深入了解评估板的工作原理和进行进一步的开发非常有帮助。

订购信息和物料清单

文档还列出了评估板的订购信息和物料清单，包含了各种元器件的数量、型号、制造商和零件编号等，方便工程师进行采购和维护。

在使用评估板时，还需注意静电放电（ESD）问题，该评估板为ESD敏感设备，需采取适当的ESD预防措施。同时，使用评估板需遵守相关的法律条款和条件，仅用于评估目的，不得进行出租、销售、转让等操作。

你在使用EVAL - ADAU1977Z评估板的过程中，遇到过哪些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。