CN0207: 高性能iMEMS模拟麦克风与SigmaDSP音频编解码器的简单接口

精确设计,严谨验证,即取即用。了解更多

概览

电路笔记PDF, 05/2011 (pdf, 361 kB)
下载英文版PDF, 05/2011 (pdf,  126kB)
优势和特点
  • 具有平坦宽带响应的MEM麦克风
  • 与音频编解码器直接连接的接口
  • 带DSP内核(可增强后处理性能)的音频编解码器
  • 低功耗、模拟输出、高性能麦克风
此电路中所用产品
    应用: 
  • 娱乐系统
  • 消费电子
设计资源
设计和集成文件
  • 原理图
  • 物料清单
  • 装配图
Download Design Files (2 kB)
评估硬件
Part numbers with "Z" indicate RoHS Compliance.
评估此款电路所需的评估板
  • EVAL-ADAU1761Z ($ 195.00) SigmaDSP Stereo, Low Power, 96 kHz, 24-Bit Audio Codec with Integrated PLL
查看库存和订购
设备驱动
Software, such as C code and/or FPGA code, used to communicate with a component's digital interface.

电路功能与优势

图1所示电路允许两个iMEMS® 模拟麦克风与一个音频编解码器接口。 ADMP404 由一个MEMS麦克风元件和一个输出放大器组成。ADI公司的MEMS麦克风具有高信噪比(SNR)和平坦的宽带频率响应,堪称高性能、低功耗应用的绝佳选择。

最多两个ADMP404模拟麦克风可以输入到低功耗编解码器ADAU1761 的两个ADC。

图1. 麦克风与音频编解码器的连接(原理示意图,未显示电源去耦和所有连接)

电路描述

ADMP404麦克风连接到ADAU1761 LINN和RINN输入引脚。这些引脚连接到内部PGA的反相输入端。本电路唯一需要的无源元件是电容:每个ADMP404需要一个0.1 μF旁路电容,各麦克风输出需要串联一个2.2 μF电容。去耦电容应尽可能靠近ADMP404 VDD引脚(引脚3)放置。ADAU1761 LINP和RINP应直接连接到编解码器CM引脚。

ADMP404电源由ADAU1761 MICBIAS引脚提供。MICBIAS可以设置为0.9 × AVDD或0.65 × AVDD,ADAU1761容许的AVDD值为1.8 V到3.3 V。ADMP404 VDD电源应在1.5 V到3.6 V之间。

ADMP404的灵敏度为−38 dBV。多数应用中,麦克风输出必须具有额外的增益,该增益由ADAU1761的内部PGA提供。输入PGA的最高增益为35.25 dB,增益设置步长为0.75 dB,PGA之后的电路还能提供20 dB的固定增益。

PGA输入和麦克风与编解码器之间的交流耦合电容形成一个高通滤波器。此滤波器的−3 dB转折频率为1/(2πRC),其中C为电容大小,R为给定PGA增益设置下编解码器的输入阻抗。对于+20 dB增益设置(9.1 kΩ输入阻抗)和2.2 μF电容,该高通滤波器的转折频率为8 Hz。提高PGA增益设置会提高滤波器转折频率,而增大电容则会降低转折频率。有关不同设置下输入阻抗的详细信息,参见ADAU1761数据手册。

寄存器设置
必须设置ADAU1761的下列寄存器位域,以便使能PGA和ADC来处理左声道麦克风输入。如果使用两个麦克风,则应针对控制右声道的寄存器位域重复设置1到设置4。这些设置如下:

  1. 寄存器R4的MX1EN = 0b1:使能左声道输入混频器。

  2. 寄存器R5的LDBOOST[1:0] = 0b01(0 dB额外增益)或0b10(20 dB额外增益)。

  3. 寄存器R8的LDVOL[5:0]:在−12 dB至35.35 dB范围内设置PGA输入增益。

  4. 寄存器R8的LDEN = 0b1:使能左差分输入路径。

  5. 寄存器R10的MBI = 0b0(0.90 × AVDD)或0b1(0.65 × AVDD):设置MICBIAS输出的电平。

  6. 寄存器R10的MBIEN = 0b1:使能MICBIAS输出。

  7. 寄存器R8的LDMUTE = 0b1:左差分输入通道取消静音。为避免产生爆音和咔嚓声,该位域应最后设置。

图2所示为SigmaStudio™模拟输入寄存器控制的屏幕截图。

图2. SigmaStudio PGA输入配置:ADMP404麦克风输入至ADAU1761

在默认性能设置(MPERF = 0)下,MICBIAS输出为麦克风VDD电源提供最高约2 mA的电流。ADMP404的最大功耗为250 μA,因此不需要将该位设置为高性能(MPERF = 1),即便向两个麦克风供电。编解码器的高性能偏置模式仅在偏置驻极体麦克风时才需要使用,并非用于向MEMS麦克风供电。

有关本电路笔记的完整设计支持文件包,请参阅 http://www.analog.com/CN0207-DesignSupport.

常见变化

也可以用ADAU1361代替ADAU1361来设置本电路。二者的主要区别在于ADAU1761含有一个SigmaDSP®处理器内核,ADAU1361则没有。也可以使用ADAU1781 SigmaDSP编解码器。

只需移除一个ADMP404麦克风及其相关电容,就能设置一个使用单个ADMP404的单声道麦克风电路。在单声道配置中,其它连接保持不变。

也可以用模拟麦克风 ADMP401ADMP405 代替ADMP404。ADMP401的灵敏度为−42 dBV,而ADMP404则为−38 dBV。ADMP405的低频截止频率为200 Hz,ADMP404则为100 Hz,除此之外二者完全相同。较高的截止频率使得ADMP405能够很好地降低低频风噪。

电路评估与测试

可以使用ADMP404和ADAU1761的评估板并按照下面所述轻松进行连接。

设备要求

SigmaStudio GUI软件对PC的要求如下:Windows® 7、Windows Vista、Windows XP Professional或Home Edition (SP2);128 MB RAM(推荐256 MB);50 MB可用硬盘空间;1024 × 768屏幕分辨率;USB 1.1/2.0数据端口。

此外,还需要ADAU1761评估板(EVAL-ADAU1761Z)和ADMP404评估板(EVAL-ADMP404Z-FLEX)。

开始使用
EVAL-ADMP404Z-FLEX有三条输出线:VDD、GND和OUTPUT。VDD线应连接到EVAL-ADAU1761Z板上的J15或J18,以便从ADAU1761 MICBIAS引脚供电。ADMP404板的输出线可以连接到单声道3.5 mm音频插头的顶端,接地线连接到环。该插头连接到ADAU1761评估板的两个模拟输入插孔:J20和J22。ADAU1761评估板具有10 μF交流耦合电容,而不是图1所示的2.2 μF电容。

然后,请参照EVAL-ADAU1761Z的文档执行软件安装、设置和系统操作。

使用SigmaStudio软件来设置和调整ADAU1761的寄存器及SigmaDSP内核。欲下载SigmaStudio,请访问:http://www.analog.com/zh/sigmastudio.

功能框图
ADAU1761评估板(EVAL-ADAU1761Z)文档提供系统设置说明,以及完整的电路板原理图。所需的唯一外部连接是与PC和ADAU1761评估板音频输出的USB连接。

设置与测试
有关电路描述、跳线设置、配置和测试的更多详细信息,请参阅EVAL-ADAU1761Z评估板文档。

此电路中所用产品:

产品 描述 可提供样片的产品型号
ADAU1761 集成PLL的SIGMADSP®立体声、低功耗、96 KHZ、24位音频编解码器 ADAU1761BCPZ
评估硬件
评估此款电路所需的评估板
产品型号 描述 报价 RoHS 查看库存/
购买/样片
EVAL-ADAU1761Z SigmaDSP Stereo, Low Power, 96 kHz, 24-Bit Audio Codec with Integrated PLL $ 195.00 Yes
所示报价为单片价格。所列的美国报价单仅供预算参考,指美元报价(每片美国离岸价),如有修改,恕不另行通知。由于地区关税、商业税、汇率及手续费原因,国际报价可能不同。
沪ICP备09046653号
评价这款电路 X
content here.
content here.

评价这款电路

关闭