CDB4271评估板：CS4271立体声编解码器评估利器

在音频处理领域，评估板对于工程师们来说是不可或缺的工具。今天，我们就来深入了解一下Cirrus Logic公司的CDB4271评估板，它主要用于评估CS4271立体声编解码器，具备丰富的功能和灵活的配置选项。

文件下载：CDB4271.pdf

一、系统概述

1. 核心组件

• CS4271立体声音频编解码器：它是整个评估板的核心，关于其详细描述可参考CS4271产品数据手册。
• CS8406数字音频发射机：能将CS4271生成的PCM数据转换为标准的S/PDIF数据流。该评估板可让CS8406工作在主模式或从模式，其串行音频输入数据来自CS4271的串行音频输出。用户可通过GUI或开关S1选择数字接口格式（左对齐或I²S）。
• CS8416数字音频接收机：把输入的S/PDIF数据流转换为PCM数据供CS4271使用。同样可工作在主模式或从模式，数字接口格式可通过S1或控制端口GUI选择。需要注意的是，CS8416总是提供MCLK信号，当板子配置为从CS4271或桩头（J26）接收MCLK信号时，它会提供无效数据，此时要移除晶体（Y2）。此外，其内部输入多路复用器需设置以接收来自光或同轴输入连接器的合适数据流。

  2. 时钟与输入输出

• 罐装振荡器：振荡器Y1为CS8416提供系统时钟（OMCK），通过断开S/PDIF输入，可将该时钟路由通过CS8416并从RMCK引脚输出。若要使用罐装振荡器作为MCLK信号源，需配置板子从CS8416接收MCLK并移除输入S/PDIF流，同时移除晶体（Y2）。
• 模拟输入：RCA连接器通过单位增益、交流耦合单端电路为CS4271提供模拟输入，1 Vrms单端信号可驱动CS4271输入达到满量程。
• 模拟输出：CS4271的模拟输出经过差分转单端、单位增益低通滤波器，再交流耦合到RCA音频插孔。输出滤波器采用两级设计，第一级为可选的仪表放大器，第二级为2极点巴特沃斯低通滤波器。通过调整FILT跳线位置，可选择不同的滤波配置，还可通过调整电阻R2改变仪表放大器的增益。

3. 控制方式

• 独立控制：通过开关S1可进行独立的硬件信号路由和配置，更改设置后需按下复位按钮（S2）进行复位。在独立模式下，并行端口电缆需从DB - 25连接器（J31）断开。
• PC并行端口控制：连接电缆到DB - 25连接器（J31）可启用PC控制端口，此时会自动禁用开关S1及其相关逻辑。通过图形用户界面，可轻松操作CS4271的所有寄存器和评估板的硬件配置。
• 外部控制头：评估板设计了多个外部控制头（J26、J32、J17和J24），方便与外部系统进行接口。例如，J26可实现MCLK、SCLK和LRCK的双向访问；J17可让用户为CS8406提供外部数据源；J24提供CS8416生成的SDOUT信号的缓冲版本；J32可实现SPI/I2C控制信号的双向访问。

4. 电源与接地

• 电源：评估板至少需要通过三个接线柱供电，分别是+5.0 V（J1）、+18.0 V（J6）和 - 18.0 V（J7）。通过跳线J10、J8和J9可选择不同的电源供应方式。需注意，除CS4271外的其他设备由VL电源供电，VL电压最低为3.3 V。
• 接地和电源去耦：CS4271对电源供应和接地安排要求严格，评估板通过在CS4271附近放置去耦电容和广泛使用接地平面填充，有效降低了辐射噪声。

二、初始板设置

1. 电源供应设置

在连接电源前，要确保所有电源都处于关闭状态。按照以下步骤连接电源：

• 连接+5.0 VDC电源到+5V（J1）红色接线柱，根据需要通过跳线J8和J9选择VL和VD的工作电压。
• 连接+18.0至+5.0 VDC电源到+18V（J6）绿色接线柱，若输出滤波器阶段使用FILT位置2，则J6需要+18.0 V。
• 连接 - 18.0至 - 5.0 VDC电源到 - 18V（J7）黄色接线柱，若输出滤波器阶段使用FILT位置2，则J7需要 - 18.0 V。
• 将电源的公共接地连接到GND（J4）接线柱。
• 连接所有所需的模拟和数字电缆到板子的插孔和连接器。
• 若需要软件控制，连接并行端口电缆到板子和PC之间。
• 若使用外部控制头连接，在电源关闭时连接所需的扁平带状电缆到控制头。
• 连接好所有电缆和连接后，按+5 V、+18 V、 - 18 V的顺序开启电源。
• 按下并释放复位开关S2，若LED（D5）在按下S2时亮起，释放后熄灭，则表示板子设置成功；若LED一直亮着，则表示出现错误，需关闭电源并重新检查所有连接。

2. 软件安装

• 在PC上创建一个名为CDB4271的目录。
• 将CD中的CDB427X.exe复制到该目录。
• 运行CD中的port95nt.exe，运行后需要重启系统。
• 若需要，在桌面上创建CDB427X.exe的快捷方式。
• 运行CDB427X.exe，选择用于连接CDB4271的LPT端口。
• 关闭应用程序，复位板子，然后重新启动应用程序。

3. 验证板操作

• 若已连接，断开PC并行电缆。
• 将S1的所有位置设置为LO，除M0设置为HI。
• 按下复位按钮（S2）进行复位。
• 向光连接器（OPT1）施加S/PDIF输入信号，转换后的信号应出现在模拟输出插孔AOUTR和AOUTL。
• 向模拟输入插孔AINR和AINL施加模拟输入信号，转换后的信号应出现在S/PDIF TX输出插孔（J12和J18）。

三、CDB427X.exe用户指南

1. 主窗口

主窗口的图形用户界面可让用户查看和更改CS4271的配置以及板载配置逻辑。“Board Setup”框包含管理时钟和数据路由及格式所需的所有控件，更改设置后需按下“Send Board Setup”按钮应用更改。“CS4271/2 Setup”框可配置CS4271的内部寄存器，更改会立即反映。在I2C模式下，按下“Update”按钮可读取CS4271的寄存器并更新设置框。点击“Advanced...”按钮可打开CS4271的图形寄存器映射。

2. 高级窗口

点击主窗口的“Advanced...”按钮会打开CS4271的图形寄存器映射。在该窗口中进行的更改会立即反映在主窗口中。在I2C模式下，按下“Update”按钮可读取CS4271的寄存器并更新高级寄存器设置框。

3. I²C模式无确认错误

CS4271的控制端口需要MCLK信号才能正常工作。若板子设置为从不提供MCLK信号的源接收MCLK，可能会出现无确认错误。此时，需要确保MCLK的合适源正在提供信号。

四、总结

CDB4271评估板为工程师们提供了一个全面且灵活的平台来评估CS4271立体声编解码器。通过丰富的功能和多种配置选项，工程师们可以深入了解CS4271的性能，并根据实际需求进行调整。在使用过程中，严格按照初始板设置和软件操作步骤进行，能确保评估板的正常运行。大家在使用过程中有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。