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高性能數(shù)字MEMS麥克風(fēng)與BLACKFIN DSP的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻接口

作者: 時(shí)間:2012-05-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

電路功能與優(yōu)勢(shì)

1所示電路允許兩個(gè)數(shù)字麥克風(fēng)通過單條數(shù)據(jù)線與一個(gè)DSP接口。ADMP441由一個(gè)麥克風(fēng)元件和一個(gè)I2S輸出組成。這使得立體聲麥克風(fēng)可以用于音頻系統(tǒng)中,麥克風(fēng)與處理器之間無需編解碼器。公司的麥克風(fēng)具有高信噪比(SNR)和平坦的寬帶頻率響應(yīng),堪稱高性能、低功耗應(yīng)用的絕佳選擇。最多兩個(gè)ADMP441麥克風(fēng)可以通過單條數(shù)據(jù)線輸入到?處理器ADSP-BF527。

1. MEMS麥克風(fēng)與 DSP的連接(原理示意圖:未顯示所有連接)

電路描述

ADMP441麥克風(fēng)連接到ADSP-BF527SPORT數(shù)據(jù)輸入引腳。本電路需要的無源元件只有電容和電阻:每個(gè)ADMP441需要一個(gè)0.1 μF旁路電容;SD線路上需要一個(gè)大下拉電阻(100 kΩ),用以在ADMP441的輸出驅(qū)動(dòng)器處于三態(tài)時(shí)給電容放電。旁路電容應(yīng)盡可能靠近ADMP441 VDD引腳(引腳7)放置。

麥克風(fēng)的VDDADSP-BF5272.25 V3.3 V VDDEXT應(yīng)由相同的電源供電。雖然ADMP441可以采用1.8 V3.3 VVDD工作,但ADSP-BF527VDDEXT必須至少是2.25 V。

為實(shí)現(xiàn)I2S數(shù)據(jù)流,ADMP441ADSP-BF527之間必須連接三個(gè)信號(hào):幀時(shí)鐘、位時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。ADSP-BF527為系統(tǒng)時(shí)鐘,并生成兩個(gè)I2S時(shí)鐘。

此電路展示麥克風(fēng)連接到SPORT0單個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。ADSP-BF527的兩個(gè)SPORT各具有兩組數(shù)據(jù)接收引腳,因此最多可提供八通道I2S音頻輸入。表1所示為使用ADSP-BF527的串口SPORT0時(shí)的連接情況。

將兩個(gè)ADMP441上的L/R引腳設(shè)為相反電平——其中一個(gè)拉至VDD,而另一個(gè)拉至GND。拉至GND時(shí),麥克風(fēng)在I2S流的左通道上輸出數(shù)據(jù),而拉至VDD時(shí),則在右通道上輸出數(shù)據(jù)。

ADMP441通過將CHIPEN引腳拉高而使能。此引腳既可以直接連接到麥克風(fēng)的VDD,使麥克風(fēng)在上電時(shí)始終保持使能狀態(tài),也可以連接到ADSP-BF527GPIO,以便Blackfin能夠使能和禁用麥克風(fēng)。

ADMP441的靈敏度為?26 dBFS。在大多數(shù)應(yīng)用中,麥克風(fēng)輸出需要將一些增益增加到Blackfin的信號(hào)路徑中。如果將增益增加給DSP中的信號(hào),則處理器的輸出仍必須限制在0 dBFS。

ADSP-BF527寄存器設(shè)置

以下是用于將ADSP-BF527設(shè)為I2S主機(jī)模式的SPORT寄存器設(shè)置。有關(guān)這些寄存器設(shè)置的詳細(xì)說明,請(qǐng)參考ADSP-BF52x Blackfin處理器硬件參考。

利用以下非默認(rèn)設(shè)置來配置主接收配置寄存器SPORT_RCR1

RCKFE:在RSCLK下降沿驅(qū)動(dòng)內(nèi)部幀同步

RFSR:每個(gè)數(shù)據(jù)字均需要RFS

IRFS:使用內(nèi)部RFS

IRSCLK:選擇內(nèi)部接收時(shí)鐘

利用以下非默認(rèn)設(shè)置來配置輔助接收配置寄存器SPORT_RCR2

RSFSE:使能接收立體聲幀同步

SLEN32位字長(zhǎng)度

SPORT接收串行時(shí)鐘分頻器寄存器SPORT_RCLKDIV設(shè)為17 (0x0011),并將SPORT_RFSDIV設(shè)為31 (0x001F)。這可設(shè)置適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘頻率,以實(shí)現(xiàn)48 kHz幀時(shí)鐘、3.072 MHz比特時(shí)鐘和120 MHz Blackfin系統(tǒng)時(shí)鐘(SCLK)

此處介紹的寄存器設(shè)置可以應(yīng)用于ADSP-BF527SPORT0SPORT1,具體取決于所用的串口。

常見變化

DSP

也可以用Blackfin系列中的其它器件代替ADSP-BF527來設(shè)置本電路。有關(guān)SPORT通道差異及其它變化的詳細(xì)信息,請(qǐng)參見相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)。如需查看Blackfin系列產(chǎn)品頁面,請(qǐng)?jiān)L問:http://www.analog.com/zh/blackfin。

麥克風(fēng)

只需移除一個(gè)ADMP441麥克風(fēng),就能設(shè)置一個(gè)使用單個(gè)ADMP441的單聲道麥克風(fēng)電路。在單聲道配置中,其它連接保持不變。

其它ADMP441麥克風(fēng)可以像第一對(duì)立體聲配置一樣,連接到ADSP-BF527SPORT輸入端。

電路評(píng)估與測(cè)試

評(píng)估ADMP441 MEMS麥克風(fēng)通過I2S連接到ADSP-BF527 Blackfin DSP的系統(tǒng)時(shí),最簡(jiǎn)單的方法是使用EVAL-ADMP441Z評(píng)估板和Blackfin SDP。這些電路板能夠互相配合,并包含使能數(shù)字音頻連接的代碼。連接到PCUSB端口時(shí),該系統(tǒng)會(huì)被識(shí)別為標(biāo)準(zhǔn)USB音頻接口,能夠?qū)⒘Ⅲw聲音頻從麥克風(fēng)傳輸?shù)?/SPAN>PC

設(shè)備要求

所需的兩個(gè)評(píng)估套件包括如下內(nèi)容:

EVAL-ADMP441Z:包含一個(gè)EVAL-ADMP441Z-FLEX板和一個(gè)接口PCB。

EVAL-SDP-CB1Z:包含SDP-B控制器板

為使SDP板正常工作,PC必須具有以下最低配置:

Windows XP Service Pack 2、Windows Vista32位)或Windows 732位)。

USB 2.0端口

可以在接口板上連接第二個(gè)EVAL-ADMP441Z-FLEX來使能立體聲音頻采集。

開始使用

麥克風(fēng)FLEX PCB通過ZIF接口J1J2連接到接口板,EVAL-ADMP441Z通過120引腳接頭J3連接到SDP-B。

SDP-B控制器板和EVAL-ADMP441Z的文檔描述了具體系統(tǒng)設(shè)置并提供了電路板的完整原理圖。所需外部連接只有PCUSB連接和系統(tǒng)電源與ADMP441評(píng)估板之間的連接。

欲查看EVAL-ADMP441Z評(píng)估板的完整文檔,請(qǐng)參見UG-362用戶指南。

欲查看SDP-B控制器板的完整文檔,請(qǐng)參見SDP-B用戶指南UG-277。

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評(píng)論


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