CN0296 低成本、高性能SOUND BAR系統(tǒng)

CN0296 本電路還可采用其他SigmaDSP處理器通過I2S/串行數(shù)據(jù)端 口進行設(shè)置，同時支持TDM。根據(jù)具體應(yīng)用和用戶的要 求，可用AD1940、AD1941、ADAU1401A、ADAU144x和ADAU170x系列器件代替ADAU1761。所有器件均支持串行 數(shù)據(jù)輸出和8通道TDM，但存儲器尺寸、處理功率和輸入/ 輸出接口各不相同。ADAU1461的功能與ADAU1761相同，但前者通過汽車應(yīng)用認(rèn)證。 ADAU1761還可處理模擬差分音頻信號，并可輸出至放大 器。若用戶僅需使用2個或4個通道，則可修改該電路，移 除多余的多余的SSM2518器件，并改變寄存器配置。SSM2519和SSM2529可代替SSM2518使用。這兩款替代器件均為數(shù)字 輸入D類放大器，支持TDM，但每個器件只有一個輸出通道。 該電路有兩個主要模塊。第一個是音頻輸入和處理模塊，由 ADAU1761組成。第二個是輸出放大器級，由 SSM2518組成。 音頻輸入和處理 ADAU1761的輸入路徑可同時接收兩個通道的單端或差分音頻信號。輸入信號發(fā)送至ADAU1761的DSP內(nèi)核進行處理。使用ADI的SigmaStudio軟件，可建立音頻信號路徑和處理算法。SigmaStudio的內(nèi)置庫允許將不同的處理模塊添加到信號流中。一旦完成編程，用戶便可完全控制不同的模塊(如音量控制、均衡器和濾波器)。該軟件可加快開發(fā) 過程，允許設(shè)計人員通過易于使用的圖形界面快速測試并調(diào)試算法和配置。 D類輸出放大器 SSM2518 D類音頻功率放大器可接收串行數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并驅(qū)動揚聲器。每個SSM2518都可利用每通道2 W的連續(xù)功率，將兩個音頻通道輸出至4 Ω揚聲器。該電路使用了4個 SSM2518，可輸出8通道音頻。通道映射功能讓每個SSM2518都可自接口輸出兩個通道的信號。有了這項功能，每個SSM2518都可輸出不同通道信號。 I2C訪問與配置寄存器 ADAU1761 和SSM2518都集成內(nèi)部寄存器，需配置后才可正常工作。SSM2518具有地址引腳，僅允許兩個器件在I2C總線上擁有獨特地址。4個SSM2518器件通過驅(qū)動其中一個器件的ADDR引腳至高電平，同時保持其他三個器件為低電平完成配置(也可驅(qū)動一個器件至低電平但保持其他器件高電平)。微控制器或主機使用I2C接口配置該器件的寄存器。具有獨特地址的器件現(xiàn)在能夠與總線通信，并配置。在其他三個器件上重復(fù)此過程。可利用系統(tǒng)控制器進行地址控制；系統(tǒng)控制器控制地址引腳的邏輯電平。 串行數(shù)據(jù)接口 串行數(shù)據(jù)接口使用I2S或TDM兼容數(shù)據(jù)流傳輸音頻數(shù)據(jù)。傳輸?shù)男盘柊ㄎ?a href='http://srfitnesspt.com/tags/時鐘/' target='_blank' class='arckwlink_none'>時鐘(BCLK)、幀時鐘(LRCLK)和數(shù)據(jù)(SDATA)。ADAU1761配置為主機，用作BCLK、LRCLK和SDATA的信號源，發(fā)送信號至SSM2518。器件必須同步主機時鐘MCLK才能正確工作。通常采用12.288 MHz晶體振蕩器作為主機時鐘。ADAU1761和SM2518的片內(nèi)頻率乘法器/分頻器可產(chǎn)生需要的內(nèi)部時鐘。時鐘和信號線路必須遵循特定的布局防護措施。必須考慮ADAU1761和SSM2518的內(nèi)部電容，以保持時鐘和信號的完整性?？赡苄枰褂镁彌_器來防止負(fù)載效應(yīng)。 串行數(shù)據(jù)信號可配置為I2S、TDM-4或TDM-8以便分別在每個音頻幀內(nèi)搭載2/4/8路音頻通道。 輸出噪聲電壓和信噪比性能 為了測量輸出噪聲電壓，可將輸入接地或端接適當(dāng)?shù)淖杩?，并在放大器輸出端測量輸出電壓。使用A加權(quán)濾波器，可在22 Hz至22 kHz帶寬內(nèi)完成電壓測量。所有8個通道 的平均測量噪聲為66 μV rms。在所有通道中，以2 W輸出和4 Ω負(fù)載為參考的信噪比大于90 dB。 輸出功率和失真性能 輸出功率和THN+N可通過施加純音輸入，并在放大器輸出端使用音頻分析儀測得。使用1 kHz正弦波作為輸入時，該電路在2 W額定輸出功率下具有低于1% THD+N的良好性能，如圖2所示。 圖2. 輸出功率和THD+N與輸入電壓的關(guān)系 ? 頻率響應(yīng)性能 通過向輸入端施加一個固定電壓電平的純正弦波，同時在20 Hz至20 kHz音頻頻譜范圍內(nèi)掃描頻率，即可測得頻率響應(yīng)。電壓在輸出端測量，并與1 kHz參考電平作比較。1 kHz時的輸出功率設(shè)為2 W。數(shù)據(jù)顯示不同頻率下的輸出變化小于±0.5 dB。頻譜范圍內(nèi)的THD+N同樣小于1%，如圖3所示。 圖3. 輸出功率和THD+N與輸入頻率的關(guān)系 ? 設(shè)備要求 CN-0296電路評估板(EVAL-CN0296-SDPZ) 系統(tǒng)演示平臺(EVAL-SDP-CB1Z) 5 V(4 A直流電源) PC(Windows 32位或64位) Audio Precision SYS-2722音頻分析儀或同等設(shè)備 Audio Precision AUX-0025濾波器或同等設(shè)備 Audio Precision AP2700控制軟件 4 Ω/8 Ω揚聲器或偽負(fù)載 軟件安裝 CN0296評估套件包括一張光盤，其中含有自安裝軟件。該軟件兼容Windows XP (SP2)、Vista(32位或64位)和Windows7(32位或64位)。如果安裝文件未自動運行，可以運行光盤中的setup.exe文件。 請先安裝評估軟件，再將評估板和SDP板連接到PC的USB端口，確保PC能夠識別評估系統(tǒng)。該軟件允許所有針對串行接口的配置。主機和從機的配置要能夠匹配適當(dāng)?shù)牟僮?，這一點很重要。 電源要求 該評估板采用5 V直流電源供電。建議電源至少要能提供4 A電流，確保所有8個通道都可輸出額定功率。評估板的LDO用來提供元件所需的電源。 功能框圖 測試配置的功能框圖如圖4所示。測試設(shè)置應(yīng)如圖所示進行連接。 ? 圖4. SOUNDBAR測試設(shè)置的器件配置 ? 需按表1進行配置方可正常工作。運行評估軟件，然后點擊軟件GUI的連接按鈕建立SDP連接。點擊播放Soundbar按鈕將配置數(shù)據(jù)下載到器件中。此配置以如下方式加載立體聲數(shù)據(jù)至8個通道： 表1. 針對8個通道配置 引腳 TDM通道 立體聲數(shù)據(jù) OUTR1 通道 0 右環(huán)繞 OUTR1 通道 1 右前置 OUTR2 通道 2 重低音 OUTR2 通道 3 重低音 OUTR3 通道 4 中 OUTR3 通道 5 中 OUTR4 通道 6 左前置 OUTR4 通道 7 左環(huán)繞 該軟件允許用戶使能或禁用SigmaStudio庫為 ADAU1761提 供的某些音效。還可在前面板上找到這些音效的對應(yīng)參數(shù)。提供主音量控制、低音和高音控制；這些控制即使在某個音效開啟的時候也都能對輸出起作用。使能測試音可輸出1 kHz信號，并使模擬輸入靜音。同時提供針對每個通道的獨立靜音控制。 ? 圖5. 軟件窗口 ? CN0296 低成本、高性能SOUND BAR系統(tǒng) 圖1所示電路是一款低成本、高性能SOUNDBAR系統(tǒng)，可 接收模擬立體聲音頻信號作為輸入，同時還能輸出最多8 通道音頻，并單獨處理每通道的信號。該電路非常適用于 小型擴展插口和便攜式媒體設(shè)備。該電路具有低功耗和高 工作效率，不會降低音頻質(zhì)量，還能驅(qū)動耳機，而無需額 外元件。 ADAU1761是一款低功耗、立體聲音頻編解碼器，集成數(shù) 字音頻處理(亦稱為SigmaDSP?)，具有兩個ADC，可接收兩 個音頻通道，并利用集成式SigmaDSP?內(nèi)核對其進行數(shù)字 處理。 SigmaDSP處理器針對音頻應(yīng)用優(yōu)化，使用方便的SigmaStudio 開發(fā)軟件可加快開發(fā)速度。利用串行接口，ADAU1761的 輸出可發(fā)送多達八個數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通道至輸出放大器。ADAU1761允許每通道處理不同的音頻信號，如針對特定 揚聲器配置調(diào)諧的音量控制、自定義均衡、濾波和空間化 效果。ADAU1761處理模擬音頻，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式 信號，驅(qū)動 SSM2518功率放大器。 SSM2518是一款數(shù)字輸入D類音頻功率放大器，可利用每通 道2 W的連續(xù)功率，將兩個音頻通道輸出至4 Ω負(fù)載。SSM2518的通道映射功能允許選擇接口中可用的特定通道來輸出信 號。這一功能使其成為環(huán)繞聲應(yīng)用的理想選擇。 圖1. 使用ADAU1761和SSM2518的SOUNDBAR系統(tǒng)(原理示意圖：未顯示所有連接和去耦) ? cn0296 圖1所示電路是一款低成本、高性能SOUNDBAR系統(tǒng)，可 接收模擬立體聲音頻信號作為輸入，同時還能輸出最多8 通道音頻，并單獨處理每通道的信號。該電路非常適用于 小型擴展插口和便攜式媒體設(shè)備。該電路具有低功耗和高 工作效率，不會降低音頻質(zhì)量，還能驅(qū)動耳機，而無需額 外元件。

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