AD1938评估板使用指南：开启高性能音频编解码器评估之旅

引言

在音频处理领域，AD1938这款具备PLL的192 kHz、24位编解码器凭借其卓越的性能备受关注。为了更好地评估AD1938的各项特性，评估板成为了工程师们不可或缺的工具。本文将详细介绍AD1938评估板的相关内容，包括其包装内容、设置方法、开关和跳线设置等，帮助工程师们快速上手，充分发挥评估板的作用。

文件下载：EVAL-AD1938AZ.pdf

评估板概述

包装内容

评估板的包装中包含了AD1938评估板、USBi控制接口板以及USB电缆。同时，还提供了AD1938的数据手册作为支持文档。

功能概述

评估板需要连接外部±12 V直流电源和接地，板载稳压器为AD1938提供3.3 V电源。通过SPI接口对AD1938进行控制，USBi控制接口板连接到PC的USB端口，通过带状电缆为评估板提供SPI访问。此外，还提供了图形用户界面（GUI）程序，方便在Microsoft Windows PC环境下对芯片进行编程。评估板能够演示和测试AD1938的大部分功能，包括四个ADC和八个DAC以及数字音频端口。同时，还提供了额外的模拟电路（ADC输入滤波器、DAC输出滤波器/缓冲器）和数字接口（如S/PDIF），便于产品评估。所有模拟音频接口都可通过立体声音频3.5 mm TRS连接器访问。

评估板设置

独立模式

评估板和AD1938编解码器可以在独立模式下运行，将AD1938的功能固定为I2S数据格式，运行频率为256 × fS（默认寄存器条件）。通过将SDA/COUT（引脚24）拉低或拉高，可以在从模式和主模式（输入和输出）之间切换ADC BCLK和LRCLK端口，这可以通过移动J5跳线到0或SDA/1来实现。在独立从模式下，将DIP开关S2和S3都设置为关闭，旋转十六进制模式开关S4和S5都设置为0，S/PDIF接收器将作为LRCLK、BCLK和SDATA的源。默认的MCLK跳线设置将MCLK从S/PDIF接收器路由到AD1938。当有有效的S/PDIF数据流连接到所选的S/PDIF输入端口时，评估板将音频从S/PDIF端口传输到所有四个立体声输出，并将立体声IN1传输到S/PDIF输出端口。通过将S3的位置8设置为开启，可以选择IN2。

SPI控制

通过将SPI端口连接到USBi，可以对评估板进行交互式控制，以配置AD1938的寄存器。SPI跳线设置如图4所示。Automated Register Window Builder软件可用于控制AD1938，该软件可在www.analog.com/AD1938上获取。

软件安装

Automated Register Window Builder是一个用于直接实时控制AD1938寄存器的图形用户界面程序。该软件的安装步骤如下：

1. 在www.analog.com/AD1938上找到资源与工具列表。
2. 在列表中找到评估板和开发套件，点击评估板/工具，打开提供的ARWBvXX.zip文件。
3. 双击提供的.msi文件，将文件提取到PC上的一个空文件夹中。
4. 双击setup.exe，按照提示安装Automated Register Window Builder，无需重启计算机。
5. 如果安装后C:Program FilesAnalog Devices IncAutomatedRegWin文件夹中没有AD1938的.xml文件，则将其从提取文件夹复制到该文件夹中。

硬件设置

设置USBi硬件的步骤如下：

1. 将USBi带状电缆插入J1头。
2. 将USB电缆连接到计算机和USBi。
3. 当提示安装驱动程序时，选择“从列表或指定位置安装”，选择“在这些位置搜索最佳驱动程序”，勾选“在搜索中包含此位置”，在C:Program FilesAnalog Devices IncAutomatedRegWinUSB drivers中找到USBi驱动程序，点击“下一步”。如果提示选择驱动程序，选择CyUSB.sys。如果PC运行的是Windows XP，并且收到软件未通过Windows徽标测试的消息，请点击“继续”。安装完成后，即可打开Automated Register Window Builder应用程序，并加载评估板上该部件的.xml文件。

电源与时钟设置

电源供应

AD1938评估板需要±12 V直流电源输入和接地，连接到三个接线柱上。+12 V的电流约为250 mA，-12 V的电流约为100 mA。板载稳压器为AD1938提供两个3.3 V电源轨，分别用于AVDD和DVDD。DVDD还为板上的有源外围组件供电。评估板上提供了跳线，方便接入AD1938的电源连接，可用于插入电流测量设备。

主时钟设置

评估板上有一系列跳线，为用户提供了很大的灵活性来选择AD1938的MCLK时钟源。MCLK可以来自六个不同的源：无源晶体、有源振荡器、外部时钟输入、S/PDIF接收器和两个头连接。需要注意的是，板上的复杂可编程逻辑设备（CPLD）必须有一个有效的时钟源，频率不是关键因素。这些跳线块也可以分配CPLD时钟。大多数应用中，评估板使用S/PDIF接收器或其中一个头（HDR）输入的MCLK。图6至图9显示了板上有源振荡器被禁用，以免干扰所选时钟。CPLD的时钟直接来自时钟源。如果要使用评估板上的源驱动HDR连接器的MCLK，则必须将SW2和/或SW3从IN位置切换到OUT位置。

PLL滤波器配置

AD1938的PLL可以根据PLL和时钟控制0寄存器中的设置，从MCLK或LRCLK运行。必须使用JP15将匹配的RC环路滤波器连接到LF（引脚47）。通常，MCLK滤波器是默认选择，也可以使用寄存器控制窗口将PLL编程为从LRCLK运行，此时需要按照图13所示更改跳线。

音频电缆连接

模拟音频

模拟输入和输出使用3.5 mm TRS插孔，采用标准配置：尖端为左声道，环为右声道，套筒为接地。IN1和IN2的模拟输入在1 V rms模拟信号下产生0 dBFS。板载缓冲电路创建差分信号，以最大2 V rms的电平驱动ADC。DAC在0 dBFS时输出0.8775 V rms单端信号，该信号在OUT连接器之前经过缓冲和滤波。评估板上有测试点，可以直接访问ADC和DAC引脚，但需要注意ADC和DAC的共模电压为1.5 V直流，操作时要避免不当加载导致共模电压下降，影响器件的余量和性能。ADC缓冲电路设计有一个开关（S1），允许用户更改所有放大器的电压参考，可以选择GND、CM和FILTR作为参考。建议在更改此开关之前关闭评估板的电源，因为CM和FILTR线路非常敏感，在AD1938处于活动状态时，负载变化可能会导致不良影响。通过一系列跳线，可以在选择CM和FILTR时将缓冲电路与ADC模拟端口进行直流去耦。

数字音频

有两种类型的数字接口，即S/PDIF和离散串行接口。输入和输出S/PDIF端口具有光和同轴连接器。串行音频连接器使用1 × 2、间距为100 mil的头，带有信号和接地引脚。HDR1和HDR2连接器上的ADC和DAC都提供LRCLK、BCLK和SDATA路径。每个连接器都有一个MCLK连接，每个HDR MCLK接口都有一个开关，根据AD1938的主从状态将端口设置为输入或输出。

开关和跳线设置

时钟和控制

AD1938设计为在独立模式下以48 kHz的采样率（fS）运行，MCLK为12.288 MHz（256 × fS）。在独立从模式下，ADC和DAC端口都必须接收有效的BCLK和LRCLK。AD1938可以从S/PDIF接收器或HDR1连接器获取时钟，通过S2的位置2和位置3选择ADC BCLK和LRCK端口的源。对于S/PDIF主模式，两个开关都应关闭；对于HDR1，S2的位置3应开启。通过S2的位置5和位置6选择DAC BCLK和LRCK端口的源。对于S/PDIF主模式，两个开关都应关闭；对于HDR1，S2的位置6应开启。需要注意的是，HDR2未在CPLD路由代码中实现。

S/PDIF音频

评估板出厂时默认选择S/PDIF端口，十六进制开关设置为0，所有DIP开关都设置为关闭。AD1938以独立模式出厂（如图2所示），BCLK和LRCLK信号从S/PDIF接收器传输到AD1938的ADC和DAC端口。在默认配置下，DAC音频路径将S/PDIF音频信号同时路由到AD1938的所有四个立体声DSDATA输入。旋转开关S4允许用户选择单个立体声对来传输模拟信号，位置0为默认位置，位置1至位置4分别允许将S/PDIF输入信号分配给对1至对4。此外，在默认配置下，IN1模拟信号通过AD1938 ADC ASDATA1路径路由到S/PDIF输出。通过将S3 DIP开关的位置8从0更改为1，可以选择IN2。

HDR连接器 - 串行音频

通过DIP S3的位置6和位置7以及旋转S4控制串行音频与HDR1连接器之间的路由。对于DAC音频信号路径，S4的位置8将进入HDR1 DSDATA1的数据信号分配给AD1938的所有四个DSDATA端口。S4的位置9将HDR1标记的端口分配给AD1938上的相关端口。此外，选择S4的位置7可以使所有传输到AD1938 DSDATA端口的数据静音，从而显示DAC的信噪比。如果要使用其他采样率（fS），则必须连接USBi并相应地编程AD1938寄存器。例如，将fS速率调整为96 kHz需要将ADC和DAC控制0寄存器的采样率设置为96 kHz。

原理图和艺术品

文档中提供了评估板的详细原理图，包括ADC缓冲电路、串行数字音频接口头、S/PDIF接收和发送接口、串行数字音频路由和控制CPLD、AD1938与MCLK选择跳线、子卡接口、DAC缓冲电路、SPI控制接口和电源供应等部分。这些原理图为工程师们深入了解评估板的电路设计提供了重要参考。

CPLD代码

文档中包含了CPLD代码，详细定义了输入输出引脚和逻辑关系。工程师们可以通过修改代码来改变CPLD的功能，以满足不同的应用需求。

订购信息和物料清单

文档提供了评估板的订购信息和详细的物料清单，包括各种电容、电阻、芯片、连接器等组件的型号、数量和制造商。这对于工程师们进行物料采购和评估板的生产组装具有重要指导意义。

总结

AD1938评估板为工程师们提供了一个全面的平台，用于评估AD1938编解码器的性能。通过合理设置评估板的各种参数和配置，可以充分发挥AD1938的优势，满足不同音频处理应用的需求。在使用评估板时，工程师们需要仔细阅读文档，按照说明进行操作，同时注意ESD防护等事项，以确保评估板的正常运行和性能稳定。你在使用AD1938评估板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。