TAS3103A EVM：数字音频处理的强大工具

在数字音频处理领域，Texas Instruments的TAS3103A EVM（Evaluation Module）是一款值得深入研究的评估板。今天，我就带大家详细了解一下这款评估板的特点、设置和系统接口等方面的内容。

文件下载：TAS3103AEVM.pdf

一、TAS3103A EVM概述

1.1 TAS3103A处理器特性

TAS3103A是一款48位单芯片3通道数字音频播放处理器，集成了多种音频处理功能，如扬声器均衡、双带动态处理（压缩器/扩展器/限幅器/噪声门）、延迟补偿和空间增强等。这些算法能有效补偿扬声器、放大器和聆听环境的实际限制，显著提升音频再现质量。其应用场景广泛，涵盖数字电视、家庭影院系统、迷你组件音频系统和专业音频等领域。

1.2 EVM功能特点

TAS3103A EVM作为TAS3103A数字音频处理器的评估板，具备以下特点：

• 丰富的输入格式：支持两种通道的光学S/PDIF格式、四个通道的RCA模拟输入（通过两个PCM1802 ADC，102 - dB DYR - A加权）以及四个数字串行输入（八个通道，支持左对齐、右对齐、I2S或DSP模式）。
• 多样的输出格式：提供光学S/PDIF格式、四个通道的RCA模拟输出（通过两个PCM1754 DAC，106 - dB DYR - A加权）以及三个数字串行输出（六个通道，支持左对齐、右对齐、I2S或DSP模式）。
• 灵活的控制方式：TAS3103A的内部信号处理程序和参数可通过计算机并行端口驱动的I2C接口、PC - USB到I2C接口或命令和控制GUI进行控制。
• 合理的电源要求：电源要求为6.5 V至8 V ± 5%直流，板载稳压器为数字和模拟部分提供独立电源。

1.3 PCB配置

EVM板上的主要组件和端口配置如下：

• 组件：TAS3103A设备位于U1；U1旁边的EEPROM用于程序和系数存储；LED2和LED3为绿色LED，分别指示电源电压在规格范围内和设备退出复位状态；蓝色LED1指示板正在接收有效的S/PDIF信号且AK4113已实现S/PDIF锁定；开关SW1为瞬时开关，可用于对TSA3103A进行复位；橙色LED4指示TAS3103A正在接收低电平复位信号。
• 输入端口：包括支持采样率高达96 kHz的S/PDIF输入（TOSLINK输入光连接器）、四个模拟线路输入通道（由两个TI Burr - Brown PCM1802 ADC提供）、数字输入头J2（提供四个串行数据源和三个时钟输入）、用于连接PC的USB端口J1以及同轴插孔电源连接器。
• 输出端口：有支持采样率高达96 kHz的S/PDIF输出（TOSLINK光连接器）、四个模拟线路输出通道（由两个TI Burr - Brown PCM1754 DAC提供）、数字输出头J5（提供三个串行数据源和三个时钟输出）以及GPIO头（位于板的底面，可访问TAS3103A的四个GPIO端口）。

二、快速设置指南

2.1 静电放电警告

TAS3103A EVM上的许多组件易受静电放电（ESD）损坏，因此在 unpacking和处理EVM时，建议使用接地腕带并在认可的ESD工作站操作，否则可能导致EVM组件损坏。

2.2 默认EVM配置

出厂时，TAS3103A EVM配置如下：I2C从模式（不从EEPROM获取配置）、I2S时钟从模式、MCLK、SCLK和LRCLK由S/PDIF接收器提供、输入数据来自S/PDIF接收器的SDIN1、SPDIFOUT CLK为256 Fs、ADC过采样率为128 Fs、PLL时钟为11 × MCLK/2、设备I2C地址为0x68、ORIN为低电平。同时，TAS3103A的模拟、S/PDIF和数字输出始终启用。

2.3 从EEPROM加载配置

TAS3103A EVM可配置为在I2C主模式下启动，并从EEPROM输入配置设置。

2.4 模拟输入配置

可以将TAS3103A EVM配置为使用模拟输入和S/PDIF接收器提供的时钟。

2.5 初始化TAS3103A

启动TAS3103A EVM的步骤如下：

1. 插入PurePath CD - ROM，若未自动加载，运行ReadMe文件，依次选择“Software”、“Digital Audio Processor Configuration Tool (DCT) 4.0 (USB)”，并按照说明安装DCT。
2. 在连接USB接口之前打开所有电源。
3. 连接USB接口并按下RESET按钮。
4. 确保EVM上的蓝色LED亮起。
5. 启动DAS DCT软件。
6. 加载TAS3103Example.dat文件。
7. 确保底部状态指示显示“Ready”，否则重新检查电源和USB连接。
8. 选择“Demo GUI”或“Debug GUI”。
9. EVM即可使用。

若不使用DAS DCT软件，可通过设置串行接口格式和音量使EVM从输入到输出流式传输音频。要使TAS3103A与S/PDIF接收器、S/PDIF发射器、ADC和DAC进行通信，需将TAS3103A数据接口设置为24位I2S模式，在时钟从模式下可通过设置寄存器F9为0x01 0x01 0x24 0x33实现。

三、系统接口

3.1 数字音频接口

数字音频接口包含数字音频信号数据（I2S）和时钟，可参考TAS3103A数据手册（TI文献编号SLES166）获取信号定时和详细信息。J2和J5的引脚描述如下表：	PIN NO.	NAME	DESCRIPTION
1	GND	Ground
2	MCLK	Master clock input
3	GND	Ground
4	SDIN1	I2S data 1, channels 1 and 2
5	SDIN2	I2S data 2, channels 3 and 4
6	SDIN3	I2S data 3, channels 5 and 6
7	SDIN4	I2S data 4, channels 7 and 8
8	–	Reserved
9	–	Reserved
10	GND	Ground
11	SCLK	I2S bit clock
12	GND	Ground
13	LRCLK	I2S left - right clock
14	GND	Ground
15	–	Reserved
16	GND	Ground

3.2 跳线设置

• 过采样率（JP1）：插入JP1时，ADC过采样率为64 Fs；移除JP1时，ADC过采样率为128 Fs。
• 时钟跳线：MCLK、SCLK和LRCLK的源可通过跳线选择，不同的连接方式对应不同的时钟源。
• Clk1跳线 - 主时钟选择：通过跳线CLK1选择主时钟速率，默认主时钟速率为256 Fs，设置为In时主时钟速率为512 Fs。
• 数据跳线：SDIN1、SDIN2、SDIN4和ORIN的源可通过跳线选择。
• 时钟控制：PLL分频比由PLL0和PLL1设置。
• 设备地址：设备地址由CS0和CS1设置。
• I2C主/从模式：I2C模式由I2CMS设置，Out为I2C主模式（EEPROM加载），In为I2C从模式（从加载）。

四、原理图

文档中提供了TAS3103A EVM的原理图，包括S/PDIF输入、复位/I2C、TAS3103A和数字I/O、数模转换器输出以及电源和去耦等方面的原理图。不过需要注意的是，这些原理图仅用于初步工程开发和评估目的，TI不保证其准确性和完整性，且可能随时更改。

TAS3103A EVM为数字音频处理工程师提供了一个强大而灵活的评估平台。通过合理配置和使用，能够充分发挥TAS3103A处理器的性能，开发出高质量的音频处理系统。大家在实际应用中有没有遇到过类似评估板的使用问题呢？欢迎在评论区交流分享。