采用音频编解码器实现与SigmaDSP编解码器的S/PDIF和I2S接口

cecily · 发表于 2018-2-18

电路功能与优势

S/PDIF（索尼/飞利浦数字接口）是消费电子设备常用的一种高质量数字音频格式，用于音频设备的互连。许多音频编解码器/DSP仅支持I2S作为数字音频输入/输出，当在需要同时支持S/PDIF和AES（音频工程协会）专业标准的电路中使用这些器件时，就会产生问题。

图1所示电路将音频编解码器 ADAV801 或 ADAV803 连接到 ADAU1761等SigmaDSP器件来解决这一问题。

S/PDIF格式的音频输入先被转换为I2S格式，然后由ADAU1761处理，处理后的I2S格式音频输出再由ADAV801/ADAV803转换回S/PDIF格式。ADAV801/ADAV803具有一个灵活的数字输入/输出路由矩阵，可以处理I2S或S/PDIF格式的音频，并且能以任何一种格式输出；利用片上SRC（采样速率转换器），它可以用作主器件或从器件。ADAV801/ADAV803支持消费音频标准，通过写入ADAV801/ADAV803中的相关寄存器，可以将通道状态数据嵌入音频流中。这一特性可以用于在器件之间传送配置信息。ADAV801/ADAV803有一个立体声DAC/ADC，需要时也可以利用它来处理音频。

图1.通过ADAV801/ADAV803连接S/PDIF输入/输出与ADAU1761

cecily · 发表于 2018-2-18

电路描述

ADAV801/ADAV803具有2组输入/输出I2S端口，可以使用任何一组。在图1所示的配置中，回放端口ILRCLK引脚和录音端口OLRCLK引脚连接到ADAU1761的LRCLK引脚。IBCLK和OBCLK引脚连接到ADAU1761的BCLK引脚。ISDATA引脚连接到ADAU1761的ADC_SDATA引脚，OSDATA引脚连接到ADAU1761的DAC_SDATA引脚。

S/PDIF输入来自TORX173光纤接收器模块，进入DIRIN引脚，然后以I2S格式通过录音端口输出到ADAU1761。音频由ADAU1761 SigmaDSP®器件处理后，便以I2S格式通过ADC_SDATA引脚输出到ADAV801/ADAV803的回放端口，然后转换为S/PDIF格式，并通过DITOUT引脚送入TOTX173光纤发送器模块。

电路采用3.3 V AVDD电源供电。电路的主时钟由ADAV801/ADAV803或外部振荡器产生，具体取决于ADAU1761是配置为主器件还是从器件。当ADAU1761用作从器件时，即BLCK和LRCLK由ADAV801/ADAV803驱动时，MCLK为从S/PDIF流恢复的音频时钟的256倍。也可以将它配置为等于恢复时钟的512倍。此时钟通过ADAV801/ADAV803的SYSCLK3引脚访问，并且连接到ADAU1761的MCLK引脚。

当ADAU1761为主器件时，MCLK由片上振荡器产生，通过MCLKI引脚提供给ADAV801/ADAV803。这种情况下，ADAU1761驱动LRCLK和BCLK线，ADAV801/ADAV803上的SRC用于同步I2S端口和S/PDIF端口之间的音频。

寄存器设置

有关本电路笔记的完整设计支持文档包，请参阅，其中包括主器件和从器件两种配置下ADAV801/ADAV803和ADAU1761的寄存器设置文件。这些寄存器设置文件可以利用相关的评估板软件加载。

常见变化

本电路也可以利用任何具有SigmaDSP处理器内核，并且需要S/PDIF/AES音频接口的器件来设置，包括ADAU1401A、ADAU1701和ADAU1781。虽然本电路笔记未加以说明，但可以修改上述电路以处理AES音频格式。可以用XLR连接器代替光纤连接器，此时需要变压器来将差分信号转换为单端信号，反之亦然。

电路评估与测试

本电路利用ADAV801/ADAV803评估板（EVAL-ADAV801EBZ或 EVAL-ADAV803EBZ) 和ADAU1761 (EVAL-ADAU1761Z)评估板进行测试。关于评估板之间的必需连接和链路配置，请参阅设计支持文档。图2所示为使用两个评估板的完整测试设置。

设备要求

ADAU1761评估板利用SigmaStudio通过USBI板(EVAL-ADUSB2EBZ)进行编程。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。ADAV801/ADAV803板利用PC的打印机端口进行控制，相关控制软件可以从ADI网站下载。将S/PDIF输入/输出连接到ADAV801/AD

AV803评估板需要2个光纤连接器。为在两套评估板之间进行必要的连接，需要8根单引脚跳线电缆。

开始使用

然后，请参照EVAL-ADAU1761Z 和 EVAL-ADAV801/ EVAL-ADAV803EBZ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：

用于ADAV801/ADAV803的软件也可以从ADI网站下载。完成软件安装后，就可以根据ADAU1761是用作主器件还是从器件，而加载设计文档中的适当寄存器设置文件来对评估板进行编程。ADAU1761 SigmaStudio项目只有一个简单的带音量控制的音频传输功能，目的是测试图1所示电路。

图2.连接ADAV801/ADAV803评估板和ADAU1761评估板的测试设置

图3.测试设置功能框图

设置与测试

可以使用Audio Precision APx585多通道音频分析仪来产生S/PDIF输入并捕捉S/PDIF输出。当ADAU1761用作主器件时，对于满量程1 kHz输入信号音，S/PDIF输出端的总谐波失真加噪声(THD + N)应为大约130 dB。在从器件模式下，THD + N应为大约142 dB，因为此时无需SRC来同步S/PDIF流与ADAU1761 I2S 流。

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