ADAU1761评估板EVAL - ADAU1761Z：设计与使用指南

在音频处理领域，ADAU1761评估板EVAL - ADAU1761Z是一款非常实用的工具。今天，我们就来深入了解一下这款评估板的相关信息。

文件下载：EVAL-ADAU1761Z.pdf

一、包装内容与支持文档

1. 包装内容

拿到评估板时，其包装内包含了以下物品：

• ADAU1761评估板
• USBi控制接口板
• USB电缆
• 软件CD
• 评估板文档/快速入门指南

2. 支持文档

除了包装内的文档，还有其他支持文档，如ADAU1761数据手册、AN - 1007应用笔记（介绍如何在DSP旁路模式下使用ADAU1761来模拟ADAU1361）、AN - 951应用笔记（介绍如何使用SigmaDSP GPIO引脚进行硬件控制）以及SigmaStudio帮助文档（包含在软件安装中）。

二、评估板概述

EVAL - ADAU1761Z评估板具有丰富的功能。它包含单端和差分立体声线路电平模拟音频输入，以及数字音频接口。同时，还提供了单端和差分模拟输出，以及立体声无电容耳机输出。USBi为评估板提供电源和I2C通信接口，通过一个开关可以让ADAU1761在3.3V或1.8V下工作。SigmaStudio™编程软件用于所有寄存器控制和SigmaDSP®核心编程，板上还设有一个用于连接立体声数字麦克风的接口。此外，GPIO功能（如按钮、LED和开关）可以连接到ADAU1761的GPIO引脚，实现对SigmaDSP的硬件控制。

三、快速设置评估板

1. SigmaStudio软件安装

• 打开提供的.zip文件并将文件提取到PC，或者将SigmaStudio CD插入PC光驱，找到CD上的SigmaStudio文件夹。
• 如果PC上未安装Microsoft® .NET Framework Version 2.0，双击dotnetfx.exe进行安装。
• 双击setup.exe并按照提示安装SigmaStudio，安装完成后无需重启计算机。

2. USBi硬件设置

• 将USBi带状电缆插入Header J1。
• 将USB电缆连接到计算机和USBi。
• 当提示安装驱动程序时，选择“从列表或指定位置安装”，选择“在这些位置搜索最佳驱动程序”，勾选“在搜索中包含此位置”，USBi驱动程序位于C:Program Files Analog Devices IncSigma StudioUSB drivers，点击“下一步”。如果提示选择驱动程序，选择CyUSB.sys。如果PC运行Windows® XP且收到软件未通过Windows Logo测试的消息，点击“继续”。

3. 为评估板供电

评估板可以通过USBi或外部电源供电。若要让评估板独立于计算机运行，断开Jumper J5并在J2处连接电源，此时电源指示灯LED D1应亮起。

4. 连接音频电缆

以立体声模拟输入和输出为例，使用3.5 mm（1/8”）电缆。将音频源连接到Input Jack J24，将Output Jack J19连接到耳机。

5. 开关和跳线设置

为了配置评估板进行立体声模拟输入和输出，需确保开关和跳线设置如下：

• ADAU1761使用板载振荡器作为主时钟源（S5切换到OSC）。
• 稳压器输出VDD设置为3.3V操作（S1切换到3.3V）。
• 电源由USB提供（J5用跳线连接）。
• AVDD连接到VDD（J17连接）。
• IOVDD和AVDD在VDD下操作（J16连接）。
• I2C控制模式在板上硬连线。

四、第一个SigmaStudio项目：EQ和音量控制

1. 创建新项目

打开SigmaStudio，创建一个新项目，此时“硬件配置”选项卡将打开。

2. 添加元件

将一个ADAU176x单元和一个USBi单元拖到空白工作区域。

3. 连接元件

通过点击并从USBi单元的顶部蓝色输出引脚拖动到ADAU176x单元的绿色输入引脚，将USBi单元连接到ADAU176x单元。

4. 寄存器设置

在“IC1 - ADAU1761寄存器控制”选项卡中，从“自动启动”列表中选择“3和4输入，无电容耳机输出”选项，然后点击“加载预设”，这将锁定PLL并设置寄存器以正确路由记录和播放路径。

5. 设计原理图

点击屏幕顶部的“原理图”选项卡，在“树工具箱”中展开“IO > 输入”文件夹，将一个输入单元拖到工作区域。展开“滤波器 > 二阶 > 双精度 > 2通道”文件夹，将“中等大小EQ”拖到工作区域。右键单击标记为Gen Filter1的“通用（二阶）”单元，然后点击“扩展（算法 > 1.2通道 > ）单（精度 > 4）”，创建一个五频段EQ。每个频段的通用滤波器设置可以通过点击单元上的蓝色框进行修改。

6. 添加音量控制

展开“音量控制 > 可调增益 > 共享滑块 > 无咔嗒声SW压摆”，然后拖动“单压摆”。展开“IO > 输出”文件夹，拖动两个输出单元，默认情况下，这些单元设置为DAC0（左声道）和DAC1（右声道）。

7. 连接所有单元

按照文档中的图5连接所有单元。

8. 编译和下载

确保评估板已通电并连接到PC，在SigmaStudio中点击“链接 - 编译 - 下载”。如果项目编译无错误，将进入“准备下载”模式（窗口底部会显示绿色条）。此时播放音频源，应该能在输出端听到音频，可以移动音量控制和滤波器滑块，实时听到对输出音频的影响。

五、评估板的详细功能

1. ADAU1761 SigmaDSP

ADAU1761是一款低功耗立体声音频编解码器，集成了数字音频处理功能，支持1.8V模拟电源下10mW的立体声48kHz记录和播放。立体声音频ADC和DAC支持8kHz至96kHz的采样率以及数字音量控制。SigmaDSP核心具有28位处理能力（56位双精度），系统设计人员可以利用它补偿麦克风、扬声器、放大器和聆听环境的实际限制，通过均衡、多频段压缩、限幅和第三方品牌算法显著提高音频质量。SigmaStudio图形开发工具用于对ADAU1761进行编程，该软件包含音频处理模块，如滤波器、动态处理器、混音器和低级DSP功能，可快速开发自定义信号流。记录路径包括一个集成的麦克风偏置电路和六个输入，输入可以在ADC之前进行混合和复用，也可以配置为绕过ADC。ADAU1761还包括一个立体声数字麦克风输入。此外，它有五个高功率输出驱动器（两个差分和三个单端），支持立体声耳机、听筒或其他输出换能器，支持交流耦合或无电容配置，所有模拟输出都支持单独的精细电平控制，输出混音器阶段允许灵活路由音频。

2. 电源

评估板使用ADP3336低压差稳压器为板上提供3.3V或1.8V电压。ADP3336的输出电压VDD通过外部电阻设置，可通过S1开关选择3.3V或1.8V输出。评估板的最大工作电流约为75mA，当VDD = 3.3V、加载大型SigmaDSP程序、启用耳机输出和所有LED时达到最大值。通常，稳压器输入来自Header J1上的USBi +5V直流USB电源，通过J5上的跳线启用该电源。若要使用其他+5V直流电源，需移除J5上的跳线，并将其他电源连接到J2电源插孔（正极尖端）或通过焊接导线从电池等电源连接到J3。当ADP3336输出稳压电压时，LED D1会亮起红色。VDD通过Jumper J17连接到ADAU1761的AVDD引脚，若要将ADAU1761的IOVDD引脚连接到同一电源，还需连接J16。这些接口也可用于将ADAU1761的电源与评估板的其他部分分离，并将外部电源连接到ADAU1761。L1和C24连接到ADAU1761的AVDD引脚，作为L - C滤波器，用于抑制GSM移动应用中常见的高频电源噪声，该滤波器调谐到约1.5GHz。

3. 模拟音频输入

EVAL - ADAU1761Z有三个交流耦合的1/8”输入插孔：两个单声道差分插孔和一个立体声单端插孔。差分输入插孔J20和J22（标记为IN 1和IN 2）的尖端连接到ADAU1761的负输入，环连接到正输入。J24（标记为IN 3）上的立体声单端输入连接到ADAU1761的LAUX和RAUX输入。IN 1和IN 2也可以配置为为麦克风提供偏置，通过将ADAU1761的MICBIAS引脚通过Jumper J15和Jumper J18连接到输入连接器的尖端来启用。当VDD = 3.3V时，EVAL - ADAU1761Z的满量程模拟输入电平为1.0V rms（单端输入为1.0V rms，差分输入的两个引脚各为0.5V rms），满量程输入电平随VDD缩放。

4. 模拟音频输出

EVAL - ADAU1761Z有四个1/8”输出插孔：两个单声道差分、一个立体声单端和一个立体声无电容耳机输出。J21和J25（分别标记为DIFF OUT L和DIFF OUT R）上的差分输出偏置为AVDD/2V。差分输出插孔的尖端连接到ADAU1761的正输出，环连接到负输出。J23是一个立体声、单端、交流耦合输出。当VDD = 3.3V时，EVAL - ADAU1761Z的满量程模拟输出电平为1.0V rms（单端输出为1.0V rms，差分输出的两个引脚各为0.5V rms），ADAU1761的差分线路输出可以各自提升6dB至2.0V rms，满量程输出电平随VDD缩放。需要注意的是，Jack J21和Jack J25将环连接到套筒，导致浮动接地输出，连接到这些输出时需注意。

5. 时钟

EVAL - ADAU1761Z需要一个主时钟才能运行，时钟源由开关S5设置，具体设置如下表所示：	时钟源	S5设置
不使用 - USBi上功能禁用	上
来自Header J6的MCLK	中
板载12.288 MHz时钟振荡器（U3）	下

6. 外部数字音频接口

ADAU1761的LRCLK、BCLK、ADC_SDATA和DAC_SDATA引脚可以通过5 × 2 Header J6连接到外部设备。J6顶行的引脚接地，底行的引脚是丝印上指示的信号。在SigmaStudio中，数字输入通道（通道0到通道7）在输入单元的位置2到位置9访问，位置0和位置1是来自ADC的输入。

7. 数字麦克风和插孔检测输入

一对数字麦克风可以连接到评估板的Header J4，J4的引脚连接在评估板丝印上有详细说明。J7和J8设置信号到ADAU1761的JACKDET/MICIN引脚的路由，这些跳线设置在文档中的图7、图8和图9中显示，也在PCB丝印上显示。通过在ADAU1761上设置插孔检测功能，然后在J7 - B（下部连接）连接的情况下插入和移除Jumper J8，可以模拟切换插孔检测信号。

8. I2C通信接口

I2C通信接口J1为ADAU1761通信端口提供接口，该接口连接到USBi板（EVAL - ADUSB2），控制评估板和PC上SigmaStudio之间的通信。此外，还提供了一个DSP复位线和USB总线电源线。SigmaStudio对此设置的硬件配置如图10所示。

9. GPIO接口电路

ADAU1761有四个GPIO引脚，可用于与外部数字控制接口。这些双功能引脚也可以用作串行数据端口，但一次只能使用其中一个功能。在EVAL - ADAU1761Z上，GPIO引脚通过一组跳线J9到J14连接到按钮、开关和LED。使用板载GPIO功能时，应将跳线连接到接口，这些跳线用于在引脚用作串行数据端口功能时将GPIO电路与串行数据端口分离。在SigmaStudio中，必须在DSP寄存器选项卡中启用GPIO功能并将其设置为适当的功能，同时还必须在DSP原理图窗口中实例化GPIO输入和输出模块。

六、订购信息与ESD注意事项

1. 订购信息

文档中提供了评估板的物料清单，包括各种电容、电阻、LED、开关、振荡器等元件的数量、型号、制造商和部件号。同时，还给出了订购指南，EVAL - ADAU1761Z是评估板的型号，其中Z表示符合RoHS标准的部件。

2. ESD注意事项

ADAU1761是静电放电（ESD）敏感设备，带电设备和电路板可能会在无检测的情况下放电。尽管该产品具有专利或专有保护电路，但受到高能量ESD的设备仍可能受损。因此，应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

总之，ADAU1761评估板EVAL - ADAU1761Z为音频处理开发提供了一个强大而灵活的平台。通过本文的介绍，相信大家对该评估板的设计、设置和使用有了更深入的了解。你在使用这款评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。