ADAU1772音频编解码器：低功耗与高性能的完美结合

在音频处理领域，低功耗、高性能的编解码器一直是工程师们追求的目标。今天，我们就来深入了解一款由ADI推出的明星产品——ADAU1772，它是一款集成了四个ADC和两个DAC的低功耗音频编解码器，还配备了强大的音频处理器，在众多音频应用中都有着出色的表现。

文件下载：ADAU1772.pdf

产品特性概览

音频处理能力

ADAU1772拥有可编程音频处理引擎，支持192 kHz的处理路径，能够实现双二阶滤波器、限幅器、音量控制和混音等功能。其低延迟的24位ADC和DAC，为音频信号的高质量采集和输出提供了保障。具体来说，ADC和DAC的分辨率均为24位，数字衰减步长为0.375 dB，数字衰减范围可达95 dB。

音频性能指标

从音频性能指标来看，ADAU1772表现十分出色。在模拟性能方面，ADC的动态范围在不同条件下表现优秀，例如在使用A加权滤波器（RMS）且输入为 -60 dB、AVDD = 3.3 V时，动态范围可达102 dB；信号噪声比（SNR）在AVDD = 3.3 V时，使用A加权滤波器（RMS）可达103 dB。DAC在不同输出模式下也有良好的表现，如在耳机模式下，使用A加权滤波器（RMS）且AVDD = 3.3 V时，动态范围可达104 dB，SNR可达104 dB。

接口与时钟

该编解码器的串行端口采样率范围从8 kHz到192 kHz，具有38 μs的模拟到模拟延迟。它支持4个单端模拟输入，可配置为麦克风或线路输入，还有双立体声数字麦克风输入。立体声模拟音频输出可配置为单端或差分输出，既可以作为线路输出，也可以作为耳机驱动。此外，PLL支持8 MHz到27 MHz的任何输入时钟速率，还具备全双工、异步采样率转换器（ASRCs）。

电源与功耗

在电源方面，模拟和数字I/O的电压范围为1.8 V到3.3 V，数字信号处理（DSP）核心的电压范围为1.1 V到1.8 V。其低功耗特性十分突出，典型的降噪解决方案功耗仅为15 mW。同时，它还支持I2C和SPI控制接口，并且可以从I2C EEPROM自启动。

应用领域广泛

ADAU1772的应用领域非常广泛，特别适用于降噪手机、耳机和头戴式耳机等设备。在蓝牙主动降噪（ANC）手机、耳机和头戴式耳机中，它能够有效降低环境噪音，提供清晰的音频体验。此外，它还可用于个人导航设备、数码相机和摄像机等，为这些设备的音频功能提供支持。

工作原理与信号处理

系统时钟与电源管理

ADAU1772的时钟可以由外部时钟或晶体振荡器生成，PLL可用于产生核心时钟。在电源启动时，AVDD必须在IOVDD之前或同时上电，并且在关闭电源时，需要注意先静音输出，以避免出现杂音。

信号路由与处理

输入信号路径具有灵活的配置，可接受单端模拟麦克风输入和多达四个数字麦克风输入。每个输入信号都有自己的可编程增益放大器（PGA）用于音量调整。ADC和DAC是高质量的24位Σ - Δ转换器，ADC还具有可选的高通滤波器。输出信号路径可以将数据路由到串行输出端口、立体声DAC和立体声PDM调制器。模拟输出可以配置为差分或单端输出，能够驱动耳机或耳机扬声器。

信号处理核心

ADAU1772的处理核心针对主动降噪（ANC）处理进行了优化，具备双二阶滤波器、限幅器、音量控制和混音等功能。核心有四个输入和四个输出，由一个10位程序字控制，每帧最多可执行32条指令。

控制接口与寄存器配置

控制接口

该编解码器具有4线SPI控制端口和2线I2C总线控制端口，可用于设置存储器和寄存器。默认情况下为I2C模式，但可以通过将(overline{SS})引脚拉低三次切换到SPI控制模式。

寄存器配置

文档中详细介绍了各个寄存器的功能和设置，包括时钟控制寄存器、PLL控制寄存器、核心控制寄存器等。通过对这些寄存器的配置，可以实现对编解码器的各种功能控制，如时钟设置、增益调整、音量控制等。

设计注意事项

电源旁路电容

每个模拟和数字电源引脚都应使用0.1 μF的电容旁路到最近的接地引脚，同时每个电源信号还应使用一个10 μF到47 μF的大容量电容进行旁路。

布局与接地

在PCB设计中，应使用单个接地平面，将模拟信号路径中的组件远离数字信号。对于耳机放大器的AVDD引脚，PCB走线应更宽，以增加电流承载能力。

暴露焊盘设计

ADAU1772的LFCSP封装底部有一个暴露焊盘，用于散热。在设计电路板时，应在所有层上设置与暴露焊盘大小相等的铜层，并通过过孔连接各层铜，以提高散热和能量传导效率。

总结

ADAU1772以其出色的音频处理能力、低功耗特性和广泛的应用领域，成为音频编解码器市场中的佼佼者。对于电子工程师来说，深入了解和掌握ADAU1772的特性和使用方法，将有助于设计出更加优秀的音频产品。在实际应用中，我们还需要根据具体需求进行合理的配置和优化，以充分发挥其性能优势。你在使用ADAU1772的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。