電路功能與優勢
圖1所示電路允許兩個iMEMS® 模擬麥克風與一個音頻編解碼器接口。 ADMP404 由一個MEMS麥克風元件和一個輸出放大器組成。ADI公司的MEMS麥克風具有高信噪比(SNR)和平坦的寬帶頻率響應,堪稱高性能、低功耗應用的絕佳選擇。
最多兩個ADMP404模擬麥克風可以輸入到低功耗編解碼器ADAU1761 的兩個ADC。

圖1. 麥克風與音頻編解碼器的連接(原理示意圖,未顯示電源去耦和所有連接)
電路描述
ADMP404麥克風連接到ADAU1761 LINN和RINN輸入引腳。這些引腳連接到內部PGA的反相輸入端。本電路唯一需要的無源元件是電容:每個ADMP404需要一個0.1 μF旁路電容,各麥克風輸出需要串聯一個2.2 μF電容。去耦電容應盡可能靠近ADMP404 VDD引腳(引腳3)放置。ADAU1761 LINP和RINP應直接連接到編解碼器CM引腳。
ADMP404電源由ADAU1761 MICBIAS引腳提供。MICBIAS可以設置為0.9 × AVDD或0.65 × AVDD,ADAU1761容許的AVDD值為1.8 V到3.3 V。ADMP404 VDD電源應在1.5 V到3.6 V之間。
ADMP404的靈敏度為−38 dBV。多數應用中,麥克風輸出必須具有額外的增益,該增益由ADAU1761的內部PGA提供。輸入PGA的最高增益為35.25 dB,增益設置步長為0.75 dB,PGA之后的電路還能提供20 dB的固定增益。
PGA輸入和麥克風與編解碼器之間的交流耦合電容形成一個高通濾波器。此濾波器的−3 dB轉折頻率為1/(2πRC),其中C為電容大小,R為給定PGA增益設置下編解碼器的輸入阻抗。對于+20 dB增益設置(9.1 kΩ輸入阻抗)和2.2 μF電容,該高通濾波器的轉折頻率為8 Hz。提高PGA增益設置會提高濾波器轉折頻率,而增大電容則會降低轉折頻率。有關不同設置下輸入阻抗的詳細信息,參見ADAU1761數據手冊。
寄存器設置
必須設置ADAU1761的下列寄存器位域,以便使能PGA和ADC來處理左聲道麥克風輸入。如果使用兩個麥克風,則應針對控制右聲道的寄存器位域重復設置1到設置4。這些設置如下:
寄存器R4的MX1EN = 0b1:使能左聲道輸入混頻器。
寄存器R5的LDBOOST[1:0] = 0b01(0 dB額外增益)或0b10(20 dB額外增益)。
寄存器R8的LDVOL[5:0]:在−12 dB至35.35 dB范圍內設置PGA輸入增益。
寄存器R8的LDEN = 0b1:使能左差分輸入路徑。
寄存器R10的MBI = 0b0(0.90 × AVDD)或0b1(0.65 × AVDD):設置MICBIAS輸出的電平。
寄存器R10的MBIEN = 0b1:使能MICBIAS輸出。
寄存器R8的LDMUTE = 0b1:左差分輸入通道取消靜音。為避免產生爆音和咔嚓聲,該位域應最后設置。
圖2所示為SigmaStudio™模擬輸入寄存器控制的屏幕截圖。

圖2. SigmaStudio PGA輸入配置:ADMP404麥克風輸入至ADAU1761
在默認性能設置(MPERF = 0)下,MICBIAS輸出為麥克風VDD電源提供最高約2 mA的電流。ADMP404的最大功耗為250 μA,因此不需要將該位設置為高性能(MPERF = 1),即便向兩個麥克風供電。編解碼器的高性能偏置模式僅在偏置駐極體麥克風時才需要使用,并非用于向MEMS麥克風供電。
有關本電路筆記的完整設計支持文件包,請參閱 http://www.analog.com/CN0207-DesignSupport.
常見變化
也可以用ADAU1361代替ADAU1361來設置本電路。二者的主要區別在于ADAU1761含有一個SigmaDSP®處理器內核,ADAU1361則沒有。也可以使用ADAU1781 SigmaDSP編解碼器。
只需移除一個ADMP404麥克風及其相關電容,就能設置一個使用單個ADMP404的單聲道麥克風電路。在單聲道配置中,其它連接保持不變。
也可以用模擬麥克風 ADMP401 或 ADMP405 代替ADMP404。ADMP401的靈敏度為−42 dBV,而ADMP404則為−38 dBV。ADMP405的低頻截止頻率為200 Hz,ADMP404則為100 Hz,除此之外二者完全相同。較高的截止頻率使得ADMP405能夠很好地降低低頻風噪。
電路評估與測試
可以使用ADMP404和ADAU1761的評估板并按照下面所述輕松進行連接。
設備要求
SigmaStudio GUI軟件對PC的要求如下:Windows® 7、Windows Vista、Windows XP Professional或Home Edition (SP2);128 MB RAM(推薦256 MB);50 MB可用硬盤空間;1024 × 768屏幕分辨率;USB 1.1/2.0數據端口。
此外,還需要ADAU1761評估板(EVAL-ADAU1761Z)和ADMP404評估板(EVAL-ADMP404Z-FLEX)。
開始使用
EVAL-ADMP404Z-FLEX有三條輸出線:VDD、GND和OUTPUT。VDD線應連接到EVAL-ADAU1761Z板上的J15或 J18,以便從ADAU1761 MICBIAS引腳供電。ADMP404板的輸出線可以連接到單聲道3.5 mm音頻插頭的頂端,接地線連接到環。該插頭連接到ADAU1761評估板的兩個模擬輸入插孔:J20和J22。ADAU1761評估板具有10 μF交流耦合電容,而不是圖1所示的2.2 μF電容。
然后,請參照EVAL-ADAU1761Z的文檔執行軟件安裝、設置和系統操作。
使用SigmaStudio軟件來設置和調整ADAU1761的寄存器及SigmaDSP內核。欲下載SigmaStudio,請訪問:http://www.analog.com/zh/sigmastudio.
功能框圖
ADAU1761評估板(EVAL-ADAU1761Z)文檔提供系統設置說明,以及完整的電路板原理圖。所需的唯一外部連接是與PC和ADAU1761評估板音頻輸出的USB連接。
設置與測試
有關電路描述、跳線設置、配置和測試的更多詳細信息,請參閱EVAL-ADAU1761Z評估板文檔。
此電路中所用產品:
產品描述可提供樣片的產品型號
ADAU1761集成PLL的SIGMADSP®立體聲、低功耗、96 kHz、24位音頻編解碼器ADAU1761BCPZ
ADMP404全向麥克風,具有底部端口和模擬輸出ADMP404ACEZ-RL7