AD1937/AD1939評(píng)估板使用指南：從入門(mén)到精通

在音頻處理領(lǐng)域，AD1937/AD1939這款具備PLL的192 kHz、24位編解碼器一直備受關(guān)注。為了更好地評(píng)估和使用這款編解碼器，ADI公司推出了相應(yīng)的評(píng)估板。今天，我們就來(lái)深入探討一下這款評(píng)估板的詳細(xì)使用方法。

文件下載：EVAL-AD1937AZ.pdf

評(píng)估板內(nèi)容及文檔支持

拿到評(píng)估板后，我們首先會(huì)看到其包裝內(nèi)包含了AD1937/AD1939評(píng)估板、USBi控制接口板以及USB電纜。同時(shí)，還配備了AD1937和AD1939的數(shù)據(jù)手冊(cè)等支持文檔，這些文檔是我們深入了解編解碼器的重要依據(jù)。

評(píng)估板概述

評(píng)估板需要連接外部±12 V直流電源和地，板上的穩(wěn)壓器會(huì)為AD1937/AD1939提供5 V和3.3 V的電源。我們可以通過(guò)SPI或I2C接口來(lái)控制AD1937/AD1939。USBi控制接口板通過(guò)USB端口連接到PC，再通過(guò)排線為評(píng)估板提供I2C和SPI訪問(wèn)。此外，還提供了圖形用戶界面（GUI）程序，方便在Windows環(huán)境下對(duì)芯片進(jìn)行編程。評(píng)估板能夠展示和測(cè)試AD1937/AD1939的大部分功能，包括四個(gè)ADC和八個(gè)DAC，以及數(shù)字音頻端口。

評(píng)估板設(shè)置

獨(dú)立模式

評(píng)估板可以在獨(dú)立模式下運(yùn)行，將AD1937/AD1939的功能固定為I2S數(shù)據(jù)格式，運(yùn)行頻率為256 × fS（默認(rèn)寄存器條件）。通過(guò)將SDA/COUT（引腳31）拉低或拉高，可以切換ADC的BCLK和LRCLK端口的主從模式。具體操作是移動(dòng)J5跳線到0或SDA/1位置。在獨(dú)立從模式下，當(dāng)控制跳線設(shè)置好，S2和S3都關(guān)閉，模式開(kāi)關(guān)（S4和S5）都設(shè)置為0時(shí)，S/PDIF接收器作為L(zhǎng)RCLK、BCLK和SDATA的源。默認(rèn)的MCLK跳線設(shè)置會(huì)將MCLK從S/PDIF接收器路由到AD1937/AD1939。當(dāng)有有效的S/PDIF數(shù)據(jù)流連接到選定的S/PDIF輸入端口時(shí)，評(píng)估板會(huì)將音頻從S/PDIF端口傳輸?shù)剿兴膫€(gè)立體聲輸出，并將立體聲IN1的音頻傳輸?shù)絊/PDIF輸出端口。

SPI和I2C控制

通過(guò)將SPI或I2C端口連接到USBi，可以對(duì)AD1937/AD1939的寄存器進(jìn)行交互式控制。SPI和I2C的跳線設(shè)置在文檔中有詳細(xì)說(shuō)明。需要注意的是，自動(dòng)化寄存器窗口構(gòu)建器軟件只有在ADDR跳線設(shè)置為00并加載正確的.xml文件時(shí)，才能控制AD1937（I2C）。

自動(dòng)化寄存器窗口構(gòu)建器軟件安裝

這是一個(gè)用于直接實(shí)時(shí)控制AD1937/AD1939寄存器的程序。安裝步驟如下：

1. 在www.analog.com/AD1937或www.analog.com/AD1939上找到資源與工具列表。
2. 在列表中找到評(píng)估板與開(kāi)發(fā)套件，點(diǎn)擊評(píng)估板/工具，打開(kāi)提供的ARWBvXX.zip文件。
3. 雙擊提供的.msi文件，將文件提取到PC上的一個(gè)空文件夾中。
4. 雙擊setup.exe，按照提示安裝自動(dòng)化寄存器窗口構(gòu)建器，無(wú)需重啟計(jì)算機(jī)。
5. 如果安裝后C:Program FilesAnalog Devices IncAutomatedRegWin文件夾中沒(méi)有AD1937/AD1939的.xml文件，需要從提取文件夾中復(fù)制過(guò)去。

USBi硬件設(shè)置

設(shè)置USBi硬件的步驟如下：

1. 將USBi排線插入J1接口。
2. 將USB電纜連接到計(jì)算機(jī)和USBi。
3. 當(dāng)提示安裝驅(qū)動(dòng)時(shí)，選擇從列表或特定位置安裝，搜索最佳驅(qū)動(dòng)，勾選包含特定位置，找到C:Program FilesAnalog Devices IncAutomatedRegWinUSB drivers中的USBi驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)擊下一步。如果提示選擇驅(qū)動(dòng)，選擇CyUSB.sys。如果PC運(yùn)行的是Windows XP，收到軟件未通過(guò)Windows徽標(biāo)測(cè)試的消息，點(diǎn)擊繼續(xù)。

電源與時(shí)鐘設(shè)置

電源供應(yīng)

評(píng)估板需要±12 V直流電源和地輸入到三個(gè)接線柱，+12 V約消耗250 mA電流，-12 V約消耗100 mA電流。板上的穩(wěn)壓器提供兩個(gè)3.3 V電源軌和一個(gè)5.0 V電源軌。3.3 V電源軌為AD1937/AD1939的AVDD和DVDD供電，DVDD還為板上的外圍有源組件供電。5.0 V電源軌僅為AD1937/AD1939的內(nèi)部穩(wěn)壓器供電。通過(guò)移動(dòng)AD1937/AD1939的REG跳線，可以啟用內(nèi)部穩(wěn)壓器。

主時(shí)鐘（MCLK）設(shè)置

評(píng)估板有一系列跳線，允許用戶靈活選擇AD1937/AD1939的MCLK時(shí)鐘源。MCLK可以來(lái)自六個(gè)不同的源：無(wú)源晶體、有源振蕩器、外部時(shí)鐘輸入、S/PDIF接收器和兩個(gè)接口連接。需要注意的是，板上的復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）必須有有效的時(shí)鐘源，頻率不是關(guān)鍵因素。這些跳線塊也可以為CPLD分配時(shí)鐘。大多數(shù)應(yīng)用中，MCLK來(lái)自S/PDIF接收器或接口（HDR）輸入。

PLL濾波器配置

AD1937/AD1939的PLL可以根據(jù)PLL和時(shí)鐘控制0寄存器的設(shè)置，從MCLK或LRCLK運(yùn)行。需要使用JP15將匹配的RC環(huán)路濾波器連接到LF（引腳61）。通常，MCLK濾波器是默認(rèn)選擇，也可以使用寄存器控制窗口將PLL編程為從LRCLK運(yùn)行，此時(shí)需要更改跳線。

音頻電纜連接

模擬音頻

模擬輸入和輸出使用3.5 mm TRS插孔，按照標(biāo)準(zhǔn)配置：尖端為左聲道，環(huán)為右聲道，套筒為地。IN1和IN2的模擬輸入在1 V rms模擬信號(hào)下產(chǎn)生0 dBFS。板上的緩沖電路會(huì)產(chǎn)生差分信號(hào)，以2 V rms的最大電平驅(qū)動(dòng)ADC。DAC輸出1.8 V rms的差分信號(hào)，該信號(hào)在OUT接口處變?yōu)閱味诵盘?hào)。有測(cè)試點(diǎn)可以直接訪問(wèn)ADC和DAC引腳，但需要注意這些測(cè)試點(diǎn)的共模電壓為1.5 V dc，操作時(shí)要避免不當(dāng)負(fù)載導(dǎo)致共模電壓下降，影響性能。

數(shù)字音頻

有兩種數(shù)字接口：S/PDIF和離散串行。輸入和輸出S/PDIF端口有光和同軸連接器。串行音頻連接器使用1 × 2、100 mil間距的接口，帶有信號(hào)和地引腳。HDR1和HDR2接口上的ADC和DAC都有LRCLK、BCLK和SDATA路徑，每個(gè)接口都有MCLK連接，并且可以通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)置端口為輸入或輸出，具體取決于AD1937/AD1939的主從狀態(tài)。

開(kāi)關(guān)和跳線設(shè)置

時(shí)鐘和控制

AD1937/AD1939設(shè)計(jì)為在獨(dú)立模式下以48 kHz的采樣率（fS）運(yùn)行，MCLK為12.288 MHz（256 × fS）。在獨(dú)立從模式下，ADC和DAC端口都必須接收有效的BCLK和LRCLK。AD1937/AD1939可以由S/PDIF接收器或HDR1接口提供時(shí)鐘，通過(guò)SW2的位置2和3選擇ADC的BCLK和LRCK端口源，通過(guò)SW2的位置5和6選擇DAC的BCLK和LRCK端口源。也可以將AD1937/AD1939的ADC BCLK和LRCK端口配置為獨(dú)立主模式，通過(guò)移動(dòng)J5到SDA/1位置改變狀態(tài)。通過(guò)改變寄存器和設(shè)置DIP開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)多種主從模式的配置。

S/PDIF音頻

評(píng)估板出廠時(shí)默認(rèn)選擇S/PDIF端口，十六進(jìn)制開(kāi)關(guān)設(shè)置為0，所有DIP開(kāi)關(guān)關(guān)閉。在這種默認(rèn)配置下，DAC音頻路徑將S/PDIF音頻信號(hào)同時(shí)路由到AD1937/AD1939的所有四個(gè)立體聲DSDATA輸入。旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S4允許用戶選擇單個(gè)立體聲對(duì)傳輸模擬信號(hào)。IN1模擬音頻通過(guò)AD1937/AD1939的ADC ASDATA1路徑路由到S/PDIF輸出，通過(guò)改變S3 DIP開(kāi)關(guān)的位置8可以選擇IN2。

HDR接口 - 串行音頻

通過(guò)DIP SW3的位置6和7以及旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S4控制串行音頻到HDR1接口的路由。對(duì)于DAC音頻信號(hào)路徑，S4的位置8將進(jìn)入HDR1 DSDATA1的數(shù)據(jù)信號(hào)分配到AD1937/AD1939的所有四個(gè)DSDATA端口，S4的位置9將HDR1標(biāo)記的端口分配到AD1937/AD1939的相關(guān)端口。

其他選項(xiàng)

選擇S4的位置7可以靜音所有進(jìn)入AD1937/AD1939 DSDATA端口的數(shù)據(jù)，從而顯示DAC的信噪比。如果要使用其他fS速率，需要連接USBi并相應(yīng)地對(duì)AD1937/AD1939的寄存器進(jìn)行編程。

旋轉(zhuǎn)和DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置

文檔中詳細(xì)列出了旋轉(zhuǎn)和DIP開(kāi)關(guān)的設(shè)置圖表，這些設(shè)置對(duì)于控制AD1937/AD1939的時(shí)鐘源、數(shù)據(jù)路由等功能非常重要。通過(guò)合理設(shè)置這些開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)不同的音頻處理配置。

原理圖和布局

文檔中提供了評(píng)估板的詳細(xì)原理圖和布局圖，包括ADC緩沖電路、串行數(shù)字音頻接口、S/PDIF收發(fā)接口、CPLD等部分。這些原理圖和布局圖對(duì)于理解評(píng)估板的電路結(jié)構(gòu)和信號(hào)傳輸路徑非常有幫助。

CPLD代碼

文檔中給出了CPLD的代碼，通過(guò)修改和重新編程CPLD代碼，可以對(duì)其功能進(jìn)行擴(kuò)展和修改。這為工程師提供了更多的靈活性和定制化的可能性。

訂購(gòu)信息和物料清單

文檔還提供了評(píng)估板的訂購(gòu)信息和物料清單，方便工程師進(jìn)行采購(gòu)和了解評(píng)估板的組成。

總之，AD1937/AD1939評(píng)估板為我們提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)基于AD1937/AD1939編解碼器的音頻應(yīng)用。通過(guò)深入了解評(píng)估板的設(shè)置和使用方法，我們可以更好地發(fā)揮編解碼器的性能，開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的音頻產(chǎn)品。你在使用這個(gè)評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。