ADAU1787四个ADC、两个DAC、带音频DSP的低功耗编解码器技术手册

概述
ADAU1787 是一款具有四个输入和两个输出的编解码器，其中整合了两个数字信号处理器 (DSP)。从模拟输入到 DSP 内核再到模拟输出的路径已针对低延迟进行优化，适用于噪声消除耳机。通过加入少量无源组件，ADAU1787 提供了完整的耳机解决方案。

请注意，在整个数据手册中，多功能引脚（例如 BCLK_0/MP1）可能使用引脚全称指代，也可能使用引脚的单一功能指代，例如 BCLK_0（在仅与该功能相关时）。
数据表：*附件：ADAU1787四个ADC、两个DAC、带音频DSP的低功耗编解码器技术手.pdf

应用

• 噪声消除手机、耳机和头戴式耳机
• 蓝牙 ANC 手机、耳机和头戴式耳机
• 个人导航设备
• 数字照相机和摄像机
• 乐器效果处理器
• 多媒体扬声器系统
• 智能电话

特性

• 可编程的 FastDSP 音频处理器
  • 高达 768 kHz 的采样率
  • 双二阶滤波器、限制器、音量控制、混频
• 28 位 SigmaDSP 音频处理内核
  • 可使用 SigmaStudio 进行可视化编程
  • 高达 50 MIPS 性能
• 低延迟 24 位 ADC 和 DAC
  • 96 dB SNR（信号通过具有 A 加权滤波器的 PGA 和 ADC）
  • 105 dB 综合 SNR（信号通过具有 A 加权滤波器的 DAC 和耳机）
• 串行端口 fSYNC 频率范围为 8 kHz 至 768 kHz
• 模拟输入至模拟输出的群延时为 5 μs (fS = 768 kHz)，带 FastDSP 旁路（零指令）
• 4 个单端模拟输入，可配置为麦克风或线路输入
• 8 个数字麦克风输入
• 2 个模拟差分音频输出，可配置为线路输出或麦克风驱动器
• 支持 30 kHz 至 27 MHz 范围内任何输入时钟频率的 PLL
• 全双工，4 通道 ASRC
• 2 个 16 通道串行音频端口，支持 I^2^S、左对齐或高达 TDM16
• 8 个内插器和 8 个抽取器，具有灵活路由
• 电源
  • 模拟 AVDD 为 1.8 V（典型值）
  • 数字 I/O IOVDD 为 1.1 V 至 1.98 V
  • 数字 DVDD 为 0.9 V（典型值）
• 低功耗（典型立体声 ANC 设置为 11.079 mW）
• I^2^C 和 SPI 控制接口，从 I^2^C EEPROM 自引导
• 灵活 GPIO
• 42 球 0.35 mm 间距 2.695 mm × 2.320 mm WLCSP

框图

数字时序图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADAU1787是一款低功耗音频编解码器，其音频处理内核经过优化，非常适合降噪等对噪声敏感的应用，具备高性能、低功耗、小尺寸和低延迟的特点。四个模数转换器（ADC）通道和两个数模转换器（DAC）通道，每个都具有至少96dB的信噪比（SNR）以及至少88dB的总谐波失真加噪声（THD + N）。支持I²S、左对齐、右对齐和时分复用（TDM）模式，可灵活与数字音频数据进行接口。工作电压为1.8V，板载稳压器可产生数字电源电压。如果不需要，稳压器可以关闭，也可以从外部提供电压。

输入信号路径包含灵活的配置，能够接受单端模拟麦克风输入以及多达八个数字麦克风输入。两个麦克风偏置引脚可实现无缝切换。每个输入信号都有自己的可编程增益放大器（PGA）用于音量调节。

ADC和DAC均为高音质的24位Σ - Δ转换器，工作采样率在12kHz至768kHz之间。ADC和DAC具有可选的高通滤波器，截止频率为1Hz，还有一阶数字软音量控制。

立体声DAC输出能够以差分方式驱动阻抗为16Ω或更高的耳机耳塞扬声器。必要时，也可选择切换为线路输出模式。

SignalDSP内核针对低功耗音频处理进行了优化。该内核由亚德诺半导体的SigmaStudio软件进行图形化编程。利用该软件提供的滤波器、动态处理器、混音器和底层数字信号处理（DSP）功能等音频处理模块库，可快速图形化开发自定义信号流。

FastDSP内核采用精简指令集，优化了该编解码器的降噪功能。程序随机存取存储器（RAM）和参数RAM可通过使用SigmaStudio构建的自定义音频处理信号流进行访问。参数RAM中存储的值控制各个信号处理模块。

ADAU1787还具有自启动功能，可在电源上电时，使用外部电可擦可编程只读存储器（EEPROM），将程序和参数RAM加载到两个内核以及寄存器设置中。

使用SigmaStudio软件对内核进行编程和控制。通过工具端口，可进行设计和测试信号流，还能配置ADAU1787寄存器。SigmaStudio图形用户界面（GUI）使具备数字或模拟音频处理知识的人员，都能为目标应用设计DSP信号流和输出流。该接口还为经验丰富的DSP工程师提供了设计所需的灵活性和可编程性。在SigmaStudio中，用户可以连接图形模块（如双二阶滤波器、音量控制和算术运算），编译设计，并将程序和参数文件加载到ADAU1787的控制端口。SigmaStudio还允许用户下载设计，以进行外部EEPROM自启动操作。

ADAU1787可通过板上可旁路的分数锁相环（PLL），从多种输入时钟生成内部时钟。PLL可接受30kHz至27MHz的输入时钟。对于标准操作，时钟可使用板载晶体振荡器生成。

ADAU1787采用小巧的42引脚、2.695mm×2.320mm晶圆级芯片规模封装（WLCSP）。