ADAU1977WBCPZ-R7

集成诊断功能的四通道ADC ADAU1977 特性 概述 带诊断功能的可编程麦克风偏置(5 V至9 V) 4路10 V rms直接耦合差分输入 利用片内PLL获得主时钟 低电磁辐射设计 ADC动态范围：109 dB THD + N：−95 dB 可选数字高通滤波器 24位ADC，8 kHz至192 kHz采样速率 数字音量控制 I2C/SPI控制 软件可控无杂音静音功能 软件关断 右对齐、左对齐、I2S对齐和TDM模式 主机和从机工作模式 40引脚LFCSP封装 通过汽车应用认证 应用 汽车音频系统 有源噪声消除系统 ADAU1977集成4个高性能模数转换器(ADC)，其直接耦合 输入具有10 V rms性能。 该ADC采用Σ-Δ架构，其连续时 间前端能够实现低EMI性能。它可以直接连接驻极体麦克 风(ECM)，并为麦克风供电提供所需的偏置。内置的诊断 电路可检测输入线路上的故障，包括针对麦克风输入故障 的全面诊断。可报告以下故障：电池短路、麦克风偏置短 路、接地短路、正负输入引脚之间短路和输入引脚开路。 此外，每种诊断故障均能以IRQ标志表示，以方便系统设 计。同时，它还内置I2C/SPI控制端口。ADAU1977仅采用 3.3 V单电源供电。器件内部可产生麦克风偏置电压。麦克 风偏置能够通过5 V至9 V范围内的几种步长进行编程。低功 耗架构则降低了器件的功耗。片内PLL可从外部时钟输入 或帧时钟(采样速率时钟)获得主时钟。当使用帧时钟时， 由于PLL的存在，系统中无需使用独立的高频主时钟。 ADAU1977采用40引脚LFCSP封装。 AVDD2 AVDD3 AVDD1 VBAT SW VBOOST_IN VBOOST_OUT 功能框图 ADAU1977 BOOST CONVERTER IOUT 50mA PGND PROGRAMMABLE GAIN DECIMATOR/HPF DC CALIBRATION ATTENUATOR 14dB AIN1P AIN1N AIN2P AIN2N AIN3P AIN3N AIN4P ADC ADC ADC ADC AIN4N AGND3 AGND1 VBAT AVDDx AVDD2 BG REF DIAGNOSTICS I2C/SPI CONTROL PLL AGND2 SA_MODE PLL_FILT MCLKIN VREF DGND AGND2 AGND3 PGND IOVDD LRCLK BCLK SDATAOUT1 SDATAOUT2 SCL/CCLK SDA/COUT ADDR1/CIN ADDR0/CLATCH FAULT PD/RST AGND2 AGNDx AGND1 DVDD 10296-001 PROG BIAS 3.3V TO 1.8V REGULATOR AVDD1 AVDD3 MICBIAS MB_GND SERIAL AUDIO PORT 5V TO 9V 图1. Rev. C Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2013–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADAU1977 目录 特性......................................................................................................1 寄存器详解.......................................................................................37 应用......................................................................................................1 主电源和软件复位寄存器 .......................................................37 概述......................................................................................................1 PLL控制寄存器 ..........................................................................38 功能框图 .............................................................................................1 DC-DC升压转换器控制寄存器..............................................39 修订历史 .............................................................................................3 MICBIAS和升压控制寄存器...................................................40 技术规格 .............................................................................................4 模块电源控制和串行端口控制寄存器 .................................41 模拟性能规格 ...............................................................................4 串行端口控制寄存器1..............................................................42 诊断和故障规格...........................................................................5 串行端口控制寄存器2..............................................................43 数字输入/输出规格.....................................................................6 输出串行端口通道映射寄存器 ..............................................44 电源规格........................................................................................6 输出串行端口通道映射寄存器 ..............................................46 数字滤波器规格...........................................................................7 串行输出驱动和过温保护控制寄存器 .................................48 时序规格........................................................................................8 后置ADC增益通道1控制寄存器............................................49 绝对最大额定值..............................................................................10 后置ADC增益通道2控制寄存器............................................50 热阻 ..............................................................................................10 后置ADC增益通道3控制寄存器............................................51 ESD警告.......................................................................................10 后置ADC增益通道4控制寄存器............................................52 引脚配置和功能描述 .....................................................................11 高通滤波器和直流失调控制寄存器以及主静音................53 典型性能参数 ..................................................................................13 诊断控制寄存器.........................................................................54 工作原理 ...........................................................................................15 诊断报告寄存器通道1..............................................................55 概述 ..............................................................................................15 诊断报告寄存器通道2..............................................................56 电源和基准电压源 ....................................................................15 诊断报告寄存器通道3..............................................................57 上电复位序列 .............................................................................15 诊断报告寄存器通道4..............................................................58 PLL和时钟...................................................................................16 诊断中断引脚控制寄存器1.....................................................59 DC-DC升压转换器 ...................................................................17 诊断中断引脚控制寄存器2.....................................................60 麦克风偏置 .................................................................................18 诊断调整寄存器1 ......................................................................61 模拟输入......................................................................................18 诊断调整寄存器2 ......................................................................62 ADC ..............................................................................................22 ADC削波状态寄存器 ...............................................................63 ADC求和模式.............................................................................22 数字直流高通滤波器和校准寄存器 .....................................64 诊断 ..............................................................................................23 应用电路 ...........................................................................................65 串行音频数据输出端口—数据格式......................................25 外形尺寸 ...........................................................................................66 控制端口 ...........................................................................................30 订购指南......................................................................................66 I C模式.........................................................................................31 汽车应用产品 .............................................................................66 2 SPI模式 ........................................................................................34 寄存器汇总.......................................................................................36 Rev. C | Page 2 of 68 ADAU1977 修订历史 2014年1月—修订版B至修订版C 2013年3月—修订版0至修订版A 更改特性部分 ................................................................................... 1 CP-40-9更改为CP-40-14.......................................................... 通篇 更改表1中的动态范围(A加权)参数 ............................................ 4 更改表2的“迟滞AINxP和AINxN短路相连”参数。 ................. 4 更改图9 ...........................................................................................13 更改热阻部分和表8 ........................................................................ 9 更改图36 .......................................................................................... 32 更改“SPI模式”部分........................................................................ 32 更改图46 .......................................................................................... 65 更改“输出串行端口通道匹配寄存器”部分和表34 ................ 44 更改图46 .......................................................................................... 63 2013年9月—修订版A至修订版B 更改图1 .............................................................................................. 1 移动“修订历史”部分....................................................................... 3 更改“订购指南”部分..................................................................... 64 2013年1月—修订版0：初始版 更改图14 .......................................................................................... 16 更改图46 .......................................................................................... 65 Rev. C | Page 3 of 68 ADAU1977 技术规格 所有通道的性能完全相同，不包括通道间增益不匹配和通道间相位偏差规格。 AVDDx/IOVDD = 3.3 V；DVDD (内部产生) = 1.8 V；VBAT = 14.4 V；除非另有说明，TA = −40°C至+105°C；主时钟 = 12.288 MHz(48 kHz fS、256 × fS模式)；输入采样速 率 = 48 kHz；测量带宽 = 20 Hz至20 kHz；字宽 = 24位；负载电容(数字输出)= 20 pF；负载电流(数字输出)= ±1 mA；数字输 入高电压 = 2.0 V；数字输入低电压 = 0.8 V。 模拟性能规格 表1. 参数 线路输入应用 满量程差分输入电压 满量程单端输入电压 测试条件/注释 参见图46 直流耦合，AINxP/AINxN的VCM = 7 V 直流耦合，AINxP/AINxN的VCM = 7 V 麦克风输入应用 差分输入电压 参见图46，MICBIAS = 8.5 V 直流耦合，AINxP的VCM = 5.66 V，AINxN的VCM = 2.83 V 准直流输入 单端输入电压 输入共模电压 峰值输入电压 AINxP/AINxN引脚的VCM AINxP/AINxN引脚的VCM + V交流峰值 0 0 8 14 V峰值 V dc V 可编程范围5 V至9 V，步进0.5 V；输出电压在额定 负载调整范围内 从空载到最大25 mA的负载、5 V 从空载到最大45 mA的负载、9 V At MICBIAS = 5 V At MICBIAS = 9 V 20 Hz至20 kHz，MICBIAS = 5 V 20 Hz至20 kHz，MICBIAS = 9 V 350 mV rms，10 V时VBOOST_IN上有1 kHz纹波 折合到满量程、1 kHz CLOAD = 1 nF 5 9 V +1 +1 25 45 32 54 % % mA mA µV rms µV rms dB dB ms 3.63 V mA 麦克风偏置 输出电压 负载调整率 输出电流 输出噪声 电源抑制比(PSRR) MICBIAS引脚处的通道间隔离 启动时间 升压转换器 输入电压 输入电流 输出电流 负载调整率 输入过流阈值 开关频率 VBOOST_OUT引脚的外部负载电容 模数转换器 输入电阻 差分 单端(Rin1977) ADC分辨率 动态范围(A加权)1 线路输入 麦克风输入 总谐波失真加噪声 (THD + N) 最小值 典型值 最大值 10 5 V rms V rms 2 V rms 5 −1 −1 4.7 AINxP与AINxN之间 AINxP与AINxN之间 Rev. C | Page 4 of 68 3.3 195 220 mA 50 88 +1 +1 mA mA % % 22 mA峰值 MHz MHz µF −1 −1 fS = 48 kHz L = 2.2 µH fS = 48 kHz, L = 4.7 µH 输入 = 1 kHz，−60 dBFS 折合到满量程差分输入 = 10 V rms 折合到满量程差分输入 = 2 V rms 输入 = 1 kHz，−1 dBFS(0 dBFS = 10 V rms输入) +0.2 +0.3 22 35 60 60 40 2.97 L = 4.7 µH，fSW = 1.536 MHz，MICBIAS = 9 V，45 mA 负载 L = 2.2 µH，fSW = 3.072 MHz，MICBIAS = 9 V，45 mA 负载 MICBIAS = 5 MICBIAS = 9 从空载到最大50 mA的负载、MICBIAS = 5 V 从空载到最大88 mA的负载、MICBIAS = 9 V 103 单位 900 3.072 1.536 10 50 25 24 kΩ kΩ 位 109 95 −95 dB dB dB −89 ADAU1977 参数 数字增益后置ADC 增益误差 通道间增益不匹配 增益漂移 共模抑制比(CMRR) 电源抑制比(PSRR) 通道间隔离 通道间相位偏差 基准电压 内部基准电压 输出阻抗 ADC串行端口 输出采样速率 1 测试条件/注释 增益步长 = 0.375 dB 最小值 −35.625 −10 −0.25 典型值 最大值 +60 +10 +0.25 单位 dB % dB ppm/°C dB dB dB dB 度 1.54 V kΩ 192 kHz 0.6 60 56 70 100 0 1 V rms，1 kHz 1 V rms，20 kHz 100 mV rms，1 kHz、AVDDx = 3.3 V VREF引脚 1.47 1.50 20 8 fS范围为44.1 kHz至192 kHz。 诊断和故障规格 适用于AINxP和AINxN引脚使用MICBIAS的差分麦克风输入。 表2. 参数 故障检测的输入电压阈值1 迟滞AINxP或AINxN短接到VBAT 迟滞AINxP和AINxN短路相连 迟滞AINxP或AINxN短接到地 迟滞AINxP短接到MICBIAS 迟滞AINxP或AINxN开路2 故障时间 1 2 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 SHT_B_TRIP = 10 SHT_B_TRIP = 01 SHT_B_TRIP = 00 SHT_B_TRIP = 11 SHT_T_TRIP = 00 0.79 × VBAT 0.84 × VBAT 0.89 × VBAT 0.93 × VBAT MICBIAS(0.5 ± 0.015) MICBIAS(0.5 ± 0.001) SHT_T_TRIP = 10 MICBIAS(0.5 ± 0.05) SHT_G_TRIP = 10 SHT_G_TRIP = 01 SHT_G_TRIP = 00 SHT_G_TRIP = 11 SHT_M_TRIP = 10 SHT_M_TRIP = 01 SHT_M_TRIP = 00 SHT_M_TRIP = 11 上阈值和下阈值 参见 AINxP短 接 到 MICBIAS和 AINxN短接到地 规格。 可编程。 0.04 × VREF 0.08 × VREF 0.12 × VREF 0.19 × VREF 0.82 × MICBIAS 0.87 × MICBIAS 0.92 × MICBIAS 0.95 × MICBIAS 0.86 × VBAT 0.91 × VBAT 0.96 × VBAT 0.99 × VBAT MICBIAS(0.5 ± 0.047) MICBIAS(0.5 ± 0.03) MICBIAS(0.5 ± 0.08) 0.13 × VREF 0.16 × VREF 0.22 × VREF 0.28 × VREF 0.89 × MICBIAS 0.94 × MICBIAS 1.0 × MICBIAS 1.0 × MICBIAS V V V V V SHT_T_TRIP = 01 0.85 × VBAT 0.9 × VBAT 0.95 × VBAT 0.975 × VBAT MICBIAS(0.5 ± 0.035) MICBIAS(0.5 ± 0.017) MICBIAS(0.5 ± 0.071) 0.1 × VREF 0.133 × VREF 0.2 × VREF 0.266 × VREF 0.85 × MICBIAS 0.9 × MICBIAS 0.95 × MICBIAS 0.975 × MICBIAS 10 100 150 ms V V V V V V V V V V 阈值限值利用VREF = 1.5 V、MICBIAS = 5 V至8.5 V、VBAT = 11 V至18 V(使用外部源设置)进行测试。 VBAT ≤ MICBIAS时，短接VBAT与短接MICBIAS无法区分，报告 短接VBAT故障优先于短接MICBIAS故障。 AINxP引脚开路故障与AINxN引脚开路故障无法区分，因为当任一引脚开路时，AINxP和AINxN引脚的电压分别仍然是MICBIAS和地。 Rev. C | Page 5 of 68 ADAU1977 数字输入/输出规格 表3. 参数 输入 高电平输入电压(VIH) 低电平输入电压(VIL) 输入漏电流 输入电容 输出 高电平输出电压(VOH) 低电平输出电压(VOL) 测试条件/注释 最小值 最大值 单位 0.3 × IOVDD ±10 5 V V µA pF 0.4 V V 0.7 × IOVDD IOH = 1 mA IOL = 1 mA IOVDD − 0.60 电源规格 除非另有说明，L = 4.7 µH，AVDDx = 3.3 V，DVDD = 1.8 V，IOVDD = 3.3 V，fS = 48 kHz(主模式)。 表4. 参数 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 DVDD AVDD IOVDD VBAT IOVDD电流 正常工作 片内LDO 1.62 3.0 1.62 1.8 3.3 3.3 14.4 1.98 3.6 3.6 18 V V V V 关断 AVDDx电流 正常工作 关断 升压转换器电流 正常工作 关断 DVDD电流 正常工作 关断 DVDD电流 正常工作 关断 功耗 正常工作 AVDD 所有电源关断 1 主时钟 = 256 fS fS = 48 kHz fS = 96 kHz fS = 192 kHz fS = 48 kHz至192 kHz 450 880 1.75 20 µA µA mA µA 升压器关闭，4通道ADC，内部DVDD 升压器开启，4通道ADC，内部DVDD 升压器关闭，4通道ADC，外部DVDD 升压器开启，4通道ADC，外部DVDD 14 14.5 9.6 10.1 270 mA mA mA mA µA 升压器开启，4通道ADC，MICBIAS = 8.5 V， 无负载 升压器开启，4通道ADC，MICBIAS = 8.5 V， 42 mA负载 34 mA 168 mA 180 µA 4.5 65 mA µA 外部DVDD = 1.8 V VBAT = 14.4 V 575 575 主时钟 = 256 fS，48 kHz 内部DVDD，MICBIAS = 8.5 V，42 mA负载 PD/RST 引脚保持低电平 VBAT ≤ MICBIAS时，短接VBAT与短接MICBIAS无法区分，报告短接VBAT故障优先于短接MICBIAS故障。 Rev. C | Page 6 of 68 265 9 625 625 µA µA mW mW ADAU1977 数字滤波器规格 表5. 参数 ADC抽取滤波器 通带 通带纹波 过渡带 阻带 阻带衰减 群延迟 高通滤波器 截止频率 相位偏差 建立时间 ADC数字增益 增益步长 模式 所有模式，fS = 48 kHz时的典型值 系数 最小值 0.4375 × fS 典型值 最大值 21 ±0.015 24 27 0.5 × fS 0.5625 × fS 479 35 kHz dB kHz kHz dB µs µs 0.9375 10 Hz 度 79 fS = 8 kHz至96 kHz fS = 192 kHz 所有模式，48 kHz时的典型值 −3 dB点 20 Hz时 22.9844/fS 0 全部模式 60 0.375 Rev. C | Page 7 of 68 单位 dB dB ADAU1977 数字滤波器规格 表5. 参数 输入主时钟(MCLK) 占空比 fMCLK 复位 复位脉冲 PLL 锁定时间 I2C端口 fSCL tSCLH tSCLL tSCS tSCH tDS tDH tSCR tSCF tSDR tSDF tBFT tSUSTO SPI端口 tCCPH tCCPL fCCLK tCDS tCDH tCLS tCLH tCLPH tCOE tCOD tCOTS ADC串行端口 tABH tABL tALS tALH tABDD 限值 最小值 最大值 40 60 见表10 15 单位 描述 % MHz MCLKIN占空比；MCLKIN为256 × fS、384 × fS、512 × fS和768 × fS MCLKIN频率，PLL在MCLK模式 ns RST 低电平 10 ms 400 kHz µs µs µs µs ns 300 300 300 300 ns ns ns ns µs µs SCL频率 SCL高电平 SCL低电平 建立时间；与重复起始条件相关 保持时间；此时间结束后产生首个时钟脉冲 数据建立时间 数据保持时间 SCL上升时间 SCL下降时间 SDA上升时间 SDA下降时间 总线空闲时间；停止与起始之间的时间 停止条件的建立时间 30 30 30 ns ns MHz ns ns ns ns ns ns ns ns CCLK高电平 CCLK低电平 CCLK频率 CIN建立至CCLK上升 CCLK上升至CIN保持 CLATCH 建立至CCLK上升 CCLK上升至CLATCH保持 CLATCH 高电平 CLATCH下降至COUT使能 CCLK下降至COUT延迟时间 CLATCH上升至COUT三态 18 ns ns ns ns ns BCLK高电平，从模式 BCLK低电平，从模式 LRCLK建立至BCLK上升，从模式 BCLK上升至LRCLK保持，从模式 BCLK下降至SDATAOUTx延迟时间 0.6 1.3 0.6 0.6 100 0 1.3 0.6 35 35 10 10 10 10 40 10 10 10 10 5 Rev. C | Page 8 of 68 ADAU1977 tALS LRCLK tALH tABH BCLK tABL SDATAOUTx LEFT JUSTIFIED MODE tABDD MSB MSB – 1 tABDD SDATAOUTx I2S MODE MSB tABDD SDATAOUTx RIGHT JUSTIFIED MODE LSB MSB 8-BIT CLOCKS (24-BIT DATA) 12-BIT CLOCKS (20-BIT DATA) 10296-002 14-BIT CLOCKS (18-BIT DATA) 16-BIT CLOCKS (16-BIT DATA) 图2. 串行输出端口时序 tCOE tCLH tCLS tCCPH CLATCH tCLPH tCCPL CCLK CIN tCDH tCDS tCOTS 10296-003 COUT tCOD 图3. SPI端口时序 tSCH tDS tSDR STOP tSCH START SDA tSDF tSCLH tBFT SCL tSCLL tDH tSCF tSCS 图4. I 2C端口时序 Rev. C | Page 9 of 68 tSUSTO 10296-004 tSCR ADAU1977 绝对最大额定值 热阻 表7. 参数 模拟电源(AVDDx) 数字电源 DVDD IOVDD 输入电流(电源引脚除外) 模拟输入电压(AINx、VBAT引脚) 数字输入电压(信号引脚) 工作温度范围(环境) 结温范围 存储温度范围 额定值 −0.3 V至+3.6 3 V −0.3 V至+1.98 V −0.3 V至+3.6 3 V ±20 mA −0.3 V至 +18 V −0.3 V至+3.63 V −40°C至+105°C −40°C至+125°C −65°C至+150°C θJA表示结至环境热阻，θJC表示结至外壳热阻。所有特性均 是利用标准JEDEC电路板根据JESD51标准进行测量。 表8. 热阻 封装类型 40引脚 LFCSP θJA 32.8 θJC 1.93 单位 °C/W ESD警告 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性 损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器 件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影 响器件的可靠性。 Rev. C | Page 10 of 68 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽 管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量 ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD 防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 ADAU1977 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 AVDD1 AIN4P AIN4N AIN3P AIN3N AIN2P AIN2N AIN1P AIN1N AVDD3 引脚配置和功能描述 PIN 1 INDICATOR ADAU1977 TOP VIEW (Not to Scale) 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VBAT AGND3 MB_GND MICBIAS VBOOST_IN VBOOST_OUT SW SW PGND PGND 10296-005 DGND IOVDD SDATAOUT1 SDATAOUT2 LRCLK BCLK SDA/COUT SCL/CCLK ADDR0/CL ATCH ADDR1/CIN 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 AGND1 1 VREF 2 PLL_FILT 3 AVDD2 4 AGND2 5 PD/RST 6 MCLKIN 7 FAULT 8 SA_MODE 9 DVDD 10 NOTES 1. THE EXPOSED PAD MUST BE CONNECTED TO THE GROUND PLANE ON THE PCB. 图5. 引脚配置(40引脚LFCSP) 表9. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 引脚名称 AGND1 VREF PLL_FILT AVDD2 AGND2 PD/RST MCLKIN FAULT SA_MODE DVDD DGND IOVDD SDATAOUT1 SDATAOUT2 LRCLK BCLK SDA/COUT SCL/CCLK ADDR0/CLATCH ADDR1/CIN PGND PGND SW SW VBOOST_OUT VBOOST_IN MICBIAS MB_GND AGND3 VBAT 输入/输出1 P O O P P I I O I O P P O O I/O I/O I/O I I I P P I I O I O P P I 描述 模拟地。 基准电压源。 用10 µF||100 nF电容将此引脚去耦至AGNDx。 PLL环路滤波器。 用推荐的环路滤波器元件将此引脚接回AVDDx。 模拟电源。 将此引脚连接到3.3 V模拟电源。 模拟地。 关断复位(低电平有效)。 主时钟输入。 故障输出。 可编程逻辑输出。 独立模式。 对于独立模式，用一个10 kΩ上拉电阻将此引脚连接到IOVDD。 1.8 V数字电源输出。 用一个0.1 µF电容将此引脚去耦至DGND。 数字地。 数字输入和输出电源。 将此引脚连接到1.8 V至3.3 V范围内的电源。 ADC串行数据输出对1。 ADC串行数据输出对2。 ADC串行端口的帧时钟。 ADC串行端口的位时钟。 串行数据输出I2C/控制数据输出(SPI)。 串行时钟输入I2C/控制数据输入(SPI)。 芯片地址位0设置I2C/控制数据的片选输入(SPI)。 芯片地址位1设置I2C/控制数据输入(SPI)。 电源地升压转换器。 电源地升压转换器。 电感切换终端。 电感切换终端。 升压转换器输出。 用一个10 µF电容将此引脚去耦至PGND。 MICBIAS稳压器输入。 将此引脚连接到VBOOST_OUT(引脚25)。 麦克风偏置输出。 用一个10 µF电容将此引脚去耦至AGNDx。 麦克风偏置稳压器的模拟回路地。 为实现最佳噪声性能，应将此引脚直接连到AGNDx。 模拟地。 用于诊断的电压检测。 将此引脚连接到负载突降抑制电池电压。 用一个0.1 µF电容将此引脚 去耦至AGNDx。 Rev. C | Page 11 of 68 ADAU1977 引脚编号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 1 引脚名称 AVDD3 AIN1N AIN1P AIN2N AIN2P AIN3N AIN3P AIN4N AIN4P AVDD1 EP 输入/输出1 P I I I I I I I I P 描述 模拟电源。 将此引脚连接到3.3 V模拟电源。 模拟输入通道1反相输入。 模拟输入通道1同相输入。 模拟输入通道2反相输入。 模拟输入通道2同相输入。 模拟输入通道3反相输入。 模拟输入通道3同相输入。 模拟输入通道4反相输入。 模拟输入通道4同相输入。 模拟电源。 将此引脚连接到3.3 V模拟电源。 裸露焊盘。 裸露焊盘必须连接到印刷电路板(PCB)上的接地层。 I = 输入，O = 输出，I/O = 输入/输出，P= 电源。 Rev. C | Page 12 of 68 ADAU1977 0 –10 –20 –30 –50 –60 CMRR (dB) –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 FREQUENCY (kHz) 0 0 –10 –10 –20 –30 –40 –50 –20 –30 –50 AMPLITUDE (dBFS) AMPLITUDE (dBFS) –40 –60 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 –150 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 FREQUENCY (kHz) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 图10. 快速傅里叶变换，无输入 0.10 0 –10 –20 –30 –40 –50 –60 0.08 0.06 MAGNITUDE (dB) 0.04 –70 –80 –90 –100 –110 –120 0.02 0 –0.02 –0.04 –0.06 –130 –140 –0.08 –150 0 2 4 6 8 INPUT AMPLITUDE (V rms) 10 12 10296-008 THD + N (dB) 20k FREQUENCY (kHz) 图7. 快速傅里叶变换，−1 dBFS差分输入 –160 10k –60 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 –150 –160 10296-007 0 1k FREQUENCY (Hz) 图9. CMRR差分输入，以1 V差分输入为基准 图6. 快速傅里叶变换，2 mV差分输入，fS = 48 kHz –160 100 10296-010 –160 10296-006 –150 –0.10 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 FREQUENCY (Hz) 图11. fS = 48 kHz时的ADC通带纹波 图8. THD + N与输入幅度的关系 Rev. C | Page 13 of 68 10296-011 AMPLITUDE (dBFS) –40 0 –5 –10 –15 –20 –25 –30 –35 –40 –45 –50 –55 –60 –65 –70 –75 –80 –85 –90 –95 –100 20 10296-009 典型性能参数 ADAU1977 0 –10 –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 FREQUENCY (Hz) 10296-012 MAGNITUDE (dB) –20 图12. fS = 48 kHz时的ADC滤波器阻带响应 Rev. C | Page 14 of 68 ADAU1977 工作原理 ADAU1977包含4个高性能ADC，并集成升压转换器用于麦 克风偏置、相关的麦克风故障检测诊断功能，以及一个锁 相环电路用于产生必要的片内时钟信号。 电源和基准电压源 ADAU1977采用3.3 V单电源供电。模拟和升压转换器各有电 源输入引脚。这些引脚应通过100 nF陶瓷芯片电容去耦到 AGND，并且电容应尽可能靠近引脚以最大程度地降低噪 声拾取。在ADC所在的PCB上，必须提供至少10 μF的铝电 解体电容。为实现最佳性能，模拟电源必须尽可能干净。 数字内核的电源电压(DVDD)利用内部低压差调节器产 生。 典型DVDD输出为1.8 V，必须通过一个100 nF陶瓷电容 和一个10 μF电容去耦。100 nF陶瓷电容应尽可能靠近DVDD引 脚放置。 模拟模块的基准电压是在内部产生，通过VREF引脚(引脚2) 输出。AVDDx为3.3 V时，该引脚的典型电压为1.5 V。 所有数字输入均兼容TTL和CMOS电平。所有输出均从 IOVDD电源驱动。IOVDD可以在1.8 V至3.3 V范围内。IOVDD 引脚必须通过一个尽可能靠近该引脚的100 nF电容去耦。为 实现最佳性能，建议将AGND、DGND、PGND和裸露焊 盘连接到PCB上的单一GND层。 ADC内部基准电压从VREF引脚输出，应通过并联的100 nF 陶瓷电容和10 μF电容去耦。VREF引脚的电流能力有限。该 基准电压源用作ADC的基准源，因此，外部电路建议不要 从该引脚吸取电流。使用该基准源时，可利用一个同相放 大缓冲器来为应用中的其他电路提供基准电压。 在复位模式下，VREF引脚禁用以节省功耗，仅当RST引脚 变为高电平时使能。 上电复位序列 ADAU1977要求在AVDDx引脚上从外部提供3.3 V单电源。 器 件内部产生DVDD (1.8 V)，用于ADC的数字内核。DVDD电 源输出引脚(引脚10)用于将去耦电容连接到DGND。去耦 电容的典型推荐值为100 nF，与10 μF并联。复位期间，DVDD 调节器禁用以降低功耗。PD/RST引脚(引脚6)变为高电平 后，器件使能DVDD调节器。然而，内部ADC和数字内核 复位由内部POR信号(上电复位)电路控制，它会监控DVDD 电平。因此，只有DVDD达到1.2 V且POR信号释放后，器件 才会离开复位状态。DVDD建立时间取决于外部电容的充 电时间和AVDDx上升斜坡时间。 内部POR电路具有迟滞，确保DVDD上的短暂毛刺不会启 动器件复位。典型跳变点为1.2 V(RST高电平)和0.6 V (±20%) (RST低电平)。这可确保内核直到DVDD降至0.6 V跳变点以 下才复位。 一旦PD/RST引脚变为高电平，内部调节器即开始为DVDD 引脚上的CEXT电容充电。DVDD充电时间取决于调节器的 输出电阻和外部去耦电容。该时间常数可以通过下式计算： tC = ROUT × CEXT(ROUT = 20 Ω典型值) 例如，若CEXT为10 μF，则tC为200 μs，即达到DVDD电压 (63.6%范围内)的时间。 当DVDD达到1.2 V时，POR电路释放内核的内部复位信号(见 图13)。因此，发送I2C或SPI控制信号之前，建议至少等待 tC时间。 AVDDx tRESET PD/RST tC DVDD (1.8V) 1.2V tD 0.48V 10296-013 概述 POR 图13. 上电复位时序 当先拉低再拉高PD/RST引脚(引脚6)以对器件执行硬件复 位 时 ， 存 在 若 干 时 间 限 制 。 在 RST低 电 平 脉 冲 期 间 ， DVDD开始放电。放电时间常数由调节器的内部电阻和 CEXT决定。 DVDD从1.8 V降至0.48 V (0.6 V − 20%)所需的时 间可通过下式估算： tD = 1.32 × RINT × CEXT 其中，RINT = 64 kΩ典型值(RINT可能随工艺而变化，误差范 围±20%)。 例如，若CEXT为10 μF，则tD为0.845秒。 Rev. C | Page 15 of 68 ADAU1977 根据CEXT不同，tD可能不同，进而决定RST脉冲的最短保持 时间。在tD时间内，RST脉冲必须保持低电平才能使内核 正确初始化。 在CEXT上增加一个电阻，可减少所需的RST低电平脉冲时 间。 这样，新的tD值可计算如下： tD = 1.32 × REQ × CEXT 其中，REQ = 64 kΩ || REXT。 该电阻不仅可确保DVDD在复位或AVDDx失电期间快速放 电，而且能使内部模块正确复位。注意，该电阻持续从 DVDD吸取电流，因而必然有一定的功率损失。CEXT典型 值为10 µF，REXT典型值为3 kΩ。 因此，时间常数为： tD = 1.32 × REQ × CEXT = 37.8 ms 其中，REQ = 2.866 kΩ (64 kΩ || 3 kΩ)。 对设定的CEXT值使用此公式，便可计算REXT以获得所需的 RST脉冲时间。 还可以使用一个软件复位寄存器(S_RST，寄存器0x00的位7)来 复位器件，但必须注意，在AVDDx失电期间，软件复位可 能无法确保正确初始化，因为DVDD可能不稳定。 +3.3V AVDD1 AVDD3 AVDD2 3.3V TO 1.8V REGULATOR TO INTERNAL BLOCKS ADAU1977 DVDD C 0.1µF CEXT 10µF MLCC X7R REXT 3kΩ +1.8V OR +3.3V 寄存器0x01的PLL_LOCK位(位7)指示PLL的锁定状态。建 议在初始上电后读取PLL锁定状态，确保PLL输出正确的频 率后才取消音频输出静音。 表10. 常用采样频率所需的输入MCLK MCS (位[2:0]) 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 fS (kHz) 32 32 32 32 32 44.1 44.1 44.1 44.1 44.1 48 48 48 48 48 96 96 96 96 96 192 192 192 192 192 MCLKIN频率 (MHz) 4.096 8.192 12.288 16.384 24.576 5.6448 11.2896 16.9344 22.5792 33.8688 6.144 12.288 18.432 24.576 36.864 6.144 12.288 18.432 24.576 36.864 6.144 12.288 18.432 24.576 36.864 倍频系数 128 × fS 256 × fS 384 × fS 512 × fS 768 × fS 128 × fS 256 × fS 384 × fS 512 × fS 768 × fS 128 × fS 256 × fS 384 × fS 512 × fS 768 × fS 64 × fS 128 × fS 192 × fS 256 × fS 384 × fS 32 × fS 64 × fS 96 × fS 128 × fS 192 × fS IOVDD 图14. DVDD调节器输出连接 PLL可接受音频帧时钟(采样速率时钟)作为输入，但串行端 口必须配置为从机，帧时钟必须从主机提供给器件。强烈 建议先禁用PLL，用新设置重新编程，再重新使能。器件 提供一个锁定位，可通过I2C轮询，检查PLL是否锁定。 ADAU1977内置模拟PLL以便为内部ADC提供无抖动的主 时钟。PLL必须根据适当的输入时钟频率进行编程。PLL控 制寄存器0x01用于设置PLL。 PLL需要一个外部滤波器，它连接在PLL_FILT引脚上(引脚3)。 MCLK或LRCLK模式的建议PLL滤波电路如图15所示。为 确保温度稳定性，建议使用NPO电容。为实现最佳性能， 滤波器电容应靠近器件放置。 PLL和时钟 寄存器0x01的CLK_S位(位4)用于设置PLL的时钟源。时钟 源可以是MCLKIN引脚或LRCLK引脚(从模式)。在LRCLK 模式下，PLL支持32 kHz到192 kHz的采样速率。 在MCLK输入模式下，MCS位(寄存器0x01的位[2:0])必须设 置为MCLKIN引脚需要的输入时钟频率。表10显示了大部 分常用采样速率所需的输入MCLK和MCS位设置。 Rev. C | Page 16 of 68 AVDDx AVDDx 5.6nF 39nF 390pF 2.2nF 1kΩ 4.87kΩ PLL_LF PLL_LF MCLK MODE LRCLK MODE 图15. PLL滤波器 10296-014 10296-114 C 0.1µF ADAU1977 DC-DC升压转换器 表11依据采样速率列出了典型开关频率。 升压转换器从3.3 V固定电源为麦克风偏置电路产生一个电源 电压。升压转换器输出电压可利用寄存器0x03编程。升压 转换器输出电压比设定的麦克风偏置电压高出大约1 V。升 压转换器使用来自PLL的时钟，开关频率取决于ADC的采 样速率。必须将FS_RATE位(寄存器0x02的位[6:5])设置为 所需的采样速率。利用寄存器0x02的位4，可将升压转换 器开关频率选择为1.5 MHz或3 MHz。对于1.5 MHz开关频 率，推荐电感值为4.7 µH；对于3 MHz开关频率，推荐电感 值为2.2 µH。 电容选择 升压转换器输出通过VBOOST_OUT引脚(引脚25)提供，必 须利用10 µF陶瓷电容去耦到PGND，以消除开关频率处的 纹波。该电容必须具有低ESR和良好的温度稳定性。建议 使用25 V的MLCC X7R/NPO电介质类型电容。 必须将此电 容尽可能靠近VBOOST_OUT引脚(引脚25)放置。 表11. 基于采样速率的典型开关频率 基本采样速率(kHz) 32 44.1 48 升压转换器开关频率 电感 = 2.2 µH 电感 = 4.7 µH (1024/12) × fS (1024/22) × fS (1024/16) × fS (1024/30) × fS (1024/16) × fS (1024/32) × fS 采样速率(kHz) 8/16/32/64 11.025/22.05/44.1/88.2/176.4 12/24/48/96/192 Rev. C | Page 17 of 68 ADAU1977 麦克风偏置 典型输入电路框图如图16所示。 麦克风偏置是由输入电压通过线性调节器在VBOOST_IN 引脚(引脚26)上产生，确保低噪声并抑制升压转换器的高 频噪声。若使用内部升压转换器输出，必须将VBOOST_ OUT引脚(引脚25)连接到VBOOST_IN引脚(引脚26)。如果 将外部电源用于麦克风偏置，该电源可在VBOOST_IN引 脚(引脚26)上提供。这种情况下，VBOOST_OUT引脚(引 脚25)应保持开路。利用MB_VOLTS位(寄存器0x03的位 [7:4])，可在5 V到9 V的范围内设置麦克风偏置电压。麦克 风偏置输出电压通过MICBIAS引脚(引脚27)提供。该引脚 可利用ESR至少为1 Ω的最大10 µF电容去耦至AGND。对于 容值更大的电容，尤其是1 nF以上的电容，其ESR应≥ 1 Ω， 以确保麦克风偏置调节器的稳定性。寄存器0x03可用于使 能麦克风偏置。表11依据电感值和常用采样速率列出了升 压转换器的开关频率。 多数音频应用中，信号的直流成分通过耦合电容消除。然 而，ADAU1977采用独特的输入结构，允许直接耦合输入 信号，无需在输入端使用大耦合电容。每路输入都有固定 的14 dB衰减器连接到AGND，支持10 V rms差分输入。从 各路输入到AGND的典型输入电阻约为26 kΩ。 在直流耦合应用中，如果AINxP和AINxN的VCM相同，则 ADC输出中的直流成分接近为0。如果输入引脚具有不同 的共模直流电平，则这两个电平之差出现在ADC输出端， 可通过使能高通滤波器予以消除。 在48 kHz采样速率时，高通滤波器具有1.4 Hz、6 dB/倍频 程的截止频率。该截止频率与采样速率呈比例变化。然 而，直流耦合应用必须确保共模直流电压不超过额定限 值。共模环路可支持0 V到7 V的共模直流电压。满量程ADC 输出(0 dBFS)所需的输入通常为10 V rms差分。 模拟输入 ADAU1977具有4路差分模拟输入。ADC支持交流耦合和直 流耦合输入信号。 R AINxP 2R VX R R VREF 2R R R VID = V INPUT DIFFERENTIAL VICM+ = VCM AT AINx+ VICM– = VCM AT AINx– 图16. 模拟输入模块 Rev. C | Page 18 of 68 R 10296-015 AINxN VY ADAU1977 线路输入 本部分说明ADAU1977支持线路电平输入的一些可能连接 方法。 线路输入平衡或差分输入直流耦合案例 例如，对于车用典型功率放大器，输出摆幅可达约10 V rms 差分，共模直流输入电压约为7.2 V(假设使用14.4 V电池和 桥接负载连接)。各输入引脚的信号具有5 V rms或14.14 V p-p 信号摆幅。对于7.2 V共模直流电压，各输入的信号可在(7.2 V + 7.07 V) = +14.27 V p-p和(7 V − 7.07 V) = 0.13 V之间摆动。 因此，差分信号摆幅约为28.54 V p-p，ADC输出端测量值约 为−0.16 dBFS(仅交流，采用直流高通滤波器)。参见图17。 线路输入平衡或差分输入交流耦合案例 对于交流耦合的放大器输出案例，有关将线路电平输入连 接到ADAU1977的信息，请参见图18。这种情况下，必须 利用MICBIAS上的电阻将AINxP/AINxN引脚上拉到所需的 共模电平。VCM必须适当，使得输入绝不会摆动到地以下。 换言之，若输入信号为14 V p-p，则VCM必须为14 V/2 = 7 V 左右，以确保信号绝不会摆动到地以下。麦克风偏置可提 供所需的干净基准源以产生VCM。 R1值可计算如下： 线路输入不平衡或单端伪差分交流耦合案例 对于单端应用，信号摆幅减半，因为仅有一个输入用于信 号，另一个输入连接到0 V。 这样一来，在单端应用中，输 入信号能力降低至5 V rms。 对于7.2 V共模直流电压，信号 可在(7.2 V + 7.07 V) = +14.27 V p-p和(7.2 V − 7 V) = 0.13 V之 间摆动。 因此，差分信号摆幅约为14.14 V p-p，ADC输出 端测量值约为−6.16 dBFS(仅交流，采用直流高通滤波器)。 参见图19。 电阻(R1/R2)和电容(C1/C2)的值与“线路输入平衡或差分输 入交流耦合案例”部分所述的平衡交流耦合案例相似。 线路输入不平衡或单端交流耦合案例 对于单端应用，信号摆幅减半，因为仅有一个输入用于信 号，另一个输入连接到0 V。这样一来，在单端应用中，输 入信号能力降低至5 V rms。对于7.2 V共模直流电压，信号 可在(7.2 V + 7.07 V) = +14.27 V p-p和(7.2 V − 7 V) = 0.13 V之 间摆动。因此，差分信号摆幅约为14.14 V p-p，ADC输出端 测量值约为−6.16 dBFS(仅交流，采用直流高通滤波器)。 如 果信号不经高通滤波，正负输入(7.2 V)的共模直流电压差将 出现在ADC输出端。参见图20。 电阻(R1)和电容(C1)的值与“线路输入平衡或差分输入交流 耦合案例”部分所述的平衡交流耦合案例相似。 R1 = Rin1977 (MB − VCM)/VCM 其中： VCM为峰峰值输入摆幅除以2。 MB = 8.5 V。 Rin1977为单端输入电阻(见表1)。 但在这种情况下，AINxP/AINxN的等效输入电阻降低，可 计算为R1 || Rin1977。 输入电阻 = R1 × Rin1977/(R1 + Rin1977) 其中，Rin1977为来自表1的单端值。 C1和C2值可利用以下公式根据所需的低频截止确定： C1 或 C2 = 1/(2 × π × fC × 输入电阻 ) Rev. C | Page 19 of 68 ADAU1977 TYPICAL AUDIO POWER AMPLIFIER OUTPUT AINx+ ATTENUATOR 14dB ADAU1977 VDIFF = 10V rms AC VCM = 7V DC 10296-016 AINx– 图17. 连接线路电平输入—差分直流耦合案例 C3 TYPICAL AUDIO POWER AMPLIFIER OUTPUT R1 MICBIAS R2 C1 AINx+ ADAU1977 VDIF f = 10V RMS AC 10296-017 AINx– C2 ATTENUATOR 14dB 图18. 连接线路电平输入—差分交流耦合案例 C3 R1 C1 MICBIAS R2 AINx+ AINx– C2 ATTENUATOR 14dB ADAU1977 VIN = 5V rms AC 10296-018 TYPICAL AUDIO POWER AMPLIFIER OUTPUT 图19. 连接线路电平输入—伪差分交流耦合案例 C3 C1 MICBIAS R1 AINx+ AINx– ATTENUATOR 14dB ADAU1977 VIN = 5V rms AC 图20. 连接线路电平输入—单端交流耦合案例 Rev. C | Page 20 of 68 10296-019 TYPICAL AUDIO POWER AMPLIFIER OUTPUT ADAU1977 引脚上的共模直流电平为2/3 x MICBIAS，AINxN引脚上的 共模直流电平为1/3 x MICBIAS，这导致ADC输出端约为− 14 dBFS(仅交流，采用直流高通滤波)，因为该输入比10 V rms 差分的满量程输入低14 dB。参见图21。 麦克风输入 本部分说明ADAU1977支持麦克风输入应用的一些连接方 法 。 MICBIAS电 压 和 偏 置 电 阻 值 取 决 于 所 选 的 ECM。 ADAU1977可提供5 V到9 V(步进为0.5 V)的MICBIAS。在需 要多个麦克风的应用中，必须注意不得超过MICBIAS输出 电流额定值。 ECM伪差分输入交流耦合案例 对于典型的MEMS ECM模块，输出信号摆幅很低。使用典 型的3.3 V电源，ECM模块可输出2 V rms差分信号。输入引 2 脚的信号具有1 V rms或2.8 V p-p信号摆幅。 对于这种应用， 建议像“线路输入不平衡或单端伪差分交流耦合案例”部分 所述的那样，利用电阻将输入引脚偏置到7 V DC。参见图22。 ECM平衡或差分输入直流耦合案例 例如，在典型的ECM中，输出信号摆幅取决于MICBIAS电 压。使用典型的8.5 V电源，ECM可输出2 V rms差分信号。 各输入引脚的信号具有1 V rms或2.8 V p-p信号摆幅。 AINxP TYPICAL ECM MODULE MICBIAS R MICROPHONE AINx+ ATTENUATOR 14dB AINx– ADAU1977 10296-020 R VIN = 2V rms AC DIFFERENTIAL VCM+ ≈ 2/3 × MICBIAS VCM– ≈ 1/3 × MICBIAS R = TYPICAL 300Ω TO 500Ω NOTES 1. THE DIAGNOSTICS FEATURE IS AVAILABLE. 图21. 连接麦克风输入—差分输入直流耦合案例 TYPICAL ECM WITH PREAMP MODULE VDD C3 MICBIAS R1 R2 AINx+ AINx– ATTENUATOR 14dB NOTES 1. THE DIAGNOSTICS FEATURE IS NOT AVAILABLE. 图22. 连接麦克风输入—伪差分输入交流耦合案例 Rev. C | Page 21 of 68 10296-021 ADAU1977 VMAX = 5V rms AC ADAU1977 ADC ADAU1977的4个Δ-Σ ADC通道配置为两个立体声对，具有 可配置的差分/单端输入。ADC以32 kHz到192 kHz的标称 采样速率工作。ADC包括片上数字抗混叠滤波器，其具有 79 dB阻带衰减和线性相位响应。数字输出通过两个串行数 据 输 出 引 脚 (每 个 立 体 声 对 一 个 )、 一 个 通 用 帧 时 钟 (LRCLK)和一个位时钟(BCLK)提供。或者，也可以使用 TDM模式之一，单条TDM数据线最多支持16个通道。 使用幅度较小的输入信号时，对各通道可提供10位可编程 数字增益补偿，以将输出字放大到满量程。必须注意避免 过度补偿(大增益补偿)，否则会导致ADC削波和THD性能 降低。 ADC还有直流失调校准算法，可消除ADC的系统性直流失 调。此特性对直流测量应用有利。 电感选择 为使升压转换器高效率工作，电感选择很重要。电感有两 个最重要的参数，分别是饱和电流额定值和直流电阻。推 荐的电感饱和额定值必须大于1 A。直流电阻影响升压转换 器的效率。假设在80%效率时，电路板走线电阻可忽略不 计，则电感的直流电阻应小于50 mΩ。 表12列出了部分推荐电感。 表12. 推荐电感1 数值 2.2 µH 4.7 µH 1 制造厂商 Würth Elektronik Würth Elektronik 发生故障事件后，每个保护电路都有两种恢复模式：自动 恢复和手动恢复。恢复模式可利用寄存器0x03的位0选 择。自动恢复模式尝试在设定的恢复时间(通常20 ms)后使 能升压转换器。手动恢复模式仅在用户将1写入MRCV位 (位1)时使能升压转换器。如果故障持续存在，升压转换器 将一直处于关断模式，直到故障消除。 升压转换器能够在MICBIAS输出端提供42 mA的总输出电流。 升压转换器的输入端具有过流保护功能，阈值约为900 mA 峰值。确保为升压转换器供电的3.3 V电源内置过流保护功 能，因为ADAU1977没有内置保护功能来应对VBOOST_ OUT或 VBOOST_IN引 脚 短 接 任 一 接 地 引 脚 (AGND/ DGND/PGND)的情况。 默认情况下，升压转换器在上电时禁用，以便用户可灵活 地将一个外部电压源连接到VBOOST_IN引脚来为麦克风 偏置电路供电。升压转换器可利用BOOST_EN位(寄存器 0x03的位2)使能。 ADC求和模式 四个ADC可分组为单个立体声ADC或单个单声道ADC，以 便提高应用的信噪比(SNR)。提供两种选项：一是将ADC 的两个通道求和，一是ADC的所有四个通道求和。求和在 数字模块中执行。 2通道求和模式 制造商产品型号 7440430022 7440530047 对于给定应用，适当的温度额定值信息请联系制造商。 升压转换器具有软启动特性，可防止来自输入源的浪涌 电流。 升压转换器内置过流和过温保护功能。升压转换器监控输 入电流，如果它超过设定的电流阈值并持续1.2 ms，升压转 换器就会关断。该故障状况记录在寄存器0x02中，而且会 置位故障中断引脚。读取寄存器0x02的BOOST_OV位(位2) 或BOOST_OC位(位0)之后，该状况即被清除。过流保护位 OC_EN(位1)或过压保护位OV_EN(位3)默认使能，建议不 要禁用。 SUM_MODE位(寄存器0x0E的位[7:6])设为01时，通道1和 通道2 ADC数据合并，从SDATAOUT1引脚输出。类似地， 通道3和通道4 ADC数据合并，从SDATAOUT2引脚输出。 这 样一来，SNR提高3 dB。这种模式下，通道1和通道2必须连 接到相同的输入信号源。类似地，通道3和通道4也必须连 接到相同的输入信号源。 4通道求和模式 SUM_MODE位(寄存器0x0E的位[7:6])设为10时，通道1至 通道4 ADC数据合并，从SDATAOUT1引脚输出。这样一来， SNR提高6 dB。这种模式下，所有四个通道必须连接到相同 的输入信号源。 Rev. C | Page 22 of 68 ADAU1977 诊断 表15. 设置MICBIAS短路阈值 诊断模块实时监控输入引脚，将故障报告为FAULT引脚(引 脚8)上的中断信号，触发一个中断请求发送到外部控制器。 通道1至通道4的诊断状态寄存器(寄存器0x11至寄存器0x14) 也会更新。有关诊断寄存器内容的更多信息，参见寄存器映 射表(表25)和寄存器详情表(表42、表43、表44和表45)。使用 寄存器0x10的位[3:0]可使能或禁用各通道的诊断功能。要 提供诊断，MICBIAS必须使能，并且麦克风必须按照相应 应用电路的推荐方式连接(见图21)。 SHT_M_TRIP (寄存器0x17的位[5:4]) 00 01 10 11 诊断报告 各通道的诊断状态分别在寄存器0x11至寄存器0x14中报告。 表13所列的故障在各输入引脚上报告。 短路至地 输入端短路至地时，输入端的电压接近0 V。任何低于设定 阈值的电压都会被报告为故障。阈值以VREF为基准，因 而与VREF引脚的电压成比例。阈值可利用SHT_G_TRIP位 (寄存器0x17的位[3:2])设置(见表16)。 表13. 故障报告 表16. 故障 电池短路 MICBIAS短路 短路至地 正负输入短路 开路输入 SHT_G_TRIP (寄存器0x17的位[3:2]) 00 01 10 11 AINxP 是 是 是 是 是 AINxN 是 否 是 是 是 诊断调整 电池短路 输入端短接电池时，输入端的电压接近电池电压。任何高 于设定阈值的电压都会被报告为故障。阈值可利用SHT_ B_TRIP位(寄存器0x17的位[1:0])设置(见表14)。 MICBIAS短路阈值 0.95 × MICBIAS 0.9 × MICBIAS 0.85 × MICBIAS 0.975 × MICBIAS 短路至地阈值 0.2 × VREF 0.133 × VREF 0.1 × VREF 0.266 × VREF 麦克风引脚短路 两个输入端均短路时，AINxP和AINxN输入端处于相同电 压，约为MICBIAS/2。任何位于设定阈值之间的电压都会 被报告为故障。上阈值和下阈值可利用SHT_T_TRIP位(寄 存器0x17的位[7:6])设置(见表17)。 可以使用下面的公式来计算上下阈值： 表14. 设置电池短路阈值 SHT_B_TRIP (寄存器0x17的位[1:0]) 00 01 10 11 上阈值 = MICBIAS(0.5 + x) 下阈值 = MICBIAS(0.5 − x) 电池短路阈值 0.95 × VBAT 0.9 × VBAT 0.85 × VBAT 0.975 × VBAT 其中，x可利用SHT_T_TRIP位(寄存器0x17的位[7:6])设置 (见表17)。 表17. MICBIAS短路 仅AINxP引脚支持此特性。当AINxP引脚短接MICBIAS时， AINxP引脚的电压接近MICBIAS电压。任何高于设定阈值 a 的电压都会被报告为故障。阈值可利用SHT_M_TRIP位(寄 存器0x17的位[5:4])设置(见表15)。 SHT_T_TRIP (寄存器0x17的位[7:6]) 00 01 10 11 Rev. C | Page 23 of 68 x 0.035 0.017 0.071 保留 ADAU1977 麦克风引脚开路 若有任何输入端开路，AINxP将被拉到MICBIAS，AINxN 被拉到公共地。当AINxP引脚的电压高于MICBIAS短路阈 值(利用寄存器0x17的位[5:4]设置)，AINxN引脚的电压低 于短路至地阈值(利用寄存器0x17的位[3:2]设置)时，就会 报告故障。该故障无法指示哪个引脚开路，因为任何开路 引脚都可将AINxP拉至MICBIAS，将AINxN拉至公共地。 FAULT引脚 FAULT引脚是一个输出引脚，可利用IRQ_POL位(寄存器 0x15的位4)将其编程为高电平有效或低电平有效。此外， 利用IRQ_DRIVE位(寄存器0x15的位5)可将FAULT引脚设置 为始终驱动，或者设置为仅在故障期间驱动，其他时候处 于高阻态。故障状态记录在IRQ_RESET位(寄存器0x15的位6) 中。IRQ_RESET是一个锁存位，发生故障时置1，读取故 障状态位后清0。 故障超时 为防止误触发故障事件，提供了故障超时调整位(寄存器 0x18的位[5:4])。 这些位可用来设置报告故障前故障需要持 续存在的时间。利用FAULT_TO位(寄存器0x18的位[5:4])， 可将超时时间设为0 ms、50 ms、100 ms或150 ms。默认值 为100 ms。仅当故障状况持续存在的时间超过设定的最短超 时时间时，才会记录故障。 故障屏蔽 可以屏蔽故障，防止其触发FAULT引脚上的中断。故障屏 蔽可利用寄存器0x16的位[6:0]设置。 表18所列的故障可设 置屏蔽。 表18. 故障屏蔽 AINxP 是 是 是 是 是 故障 电池短路 MICBIAS短路 短路至地 正负输入短路 开路输入 AINxN 是 否 是 是 是 当一个故障屏蔽位置1时，它适用于所有通道。对于使用 此位的各通道，并无独立故障屏蔽可用。要屏蔽个别通道， 请使用DIAG_MASK[4:1]位(寄存器0x15的位[3:0])。 诊断序列 读取诊断功能报告的故障时，建议使用图23所示的序列。 AINx+/ AINx– NORMAL NORMAL FAULT EVENT FAULT TIMEOUT FAULT TIMEOUT FAULT TIMEOUT FAULT TIMEOUT FAULT TIMEOUT IRQ TO SYSTEM MICRO IRQ TO SYSTEM MICRO IRQ TO SYSTEM MICRO IRQ TO SYSTEM MICRO I2C SEQUENCE I2C SEQUENCE I2C SEQUENCE I2C SEQUENCE IRQ TO SYSTEM MICRO I2C 图23. 诊断序列 Rev. C | Page 24 of 68 I2C SEQUENCE 10296-023 FAULT PIN ADAU1977 输入引脚发生故障时，根据寄存器0x15中IRQ_POL位的设 置，FAULT引脚变为低电平或高电平，以向系统微控制器 发送中断请求。系统微控制器响应中断请求，通过I2C与 ADAU1977通信。 下面是典型的中断服务程序： 1. ADAU1977产生一个中断请求并发送到系统微控制器。 2. 读取寄存器0x11至寄存器0x14。(建议在一个序列中读 取所有四个诊断状态寄存器——寄存器0x11至寄存器 0x14。 以单一读操作读取这些寄存器可能无法准确报告 状态。) 3. 写入寄存器0x15的位6(IRQ_RESET位)。 4. 等待故障超时时间到期。 5. 如果故障是暂时的，并非持续存在，中断服务即结束； 间歇性故障会被忽略。如果故障持续存在，ADAU1977 将产生另一个中断请求，用户应继续到第6步。 6. 重复步骤2至步骤4四次。 7. 第五次读取后，如果诊断功能仍然报告存在故障，则相 应的输入上存在故障，必须予以处理。 串行音频数据输出端口—数据格式 串行音频端口包括4个引脚：BCLK、LRCLK、SDATAOUT1和 SDATAOUT2。ADAU1977 ADC输出以串行格式在SDATAOUT1 和SDATAOUT2引脚上提供。BCLK和LRCLK引脚分别用作 位时钟和帧时钟。该端口可以用作主机或从机，并且可以 设置为立体声模式(2通道模式)或TDM多通道模式。支持 常见音频格式：I2S、左对齐(LJ)和右对齐(RJ)。 立体声模式 在2通道或立体声模式下，SDATAOUT1输出通道1和通道2 的ADC数据，SDATOUT2输出通道3和通道4的ADC数据。 图24至图28显示了支持的音频格式。 BCLK LRCLK SDATAOUT1 (I2S MODE) CHANNEL 1 CHANNEL 2 8 TO 32 BCLKs 8 TO 32 BCLKs CHANNEL 3 CHANNEL 4 10296-024 SDATAOUT2 (I2S MODE) NOTES 1. SAI = 0. 2. SDATA_FMT = 0 (I2S). 图24. I 2S音频格式 BCLK LRCLK SDATAOUT2 (LJ MODE) CHANNEL 1 CHANNEL 2 CHANNEL 3 CHANNEL 4 10296-025 SDATAOUT1 (LJ MODE) NOTES 1. SDATA_FMT = 1 (LJ). 图25. LJ音频格式 BCLK LRCLK CHANNEL 1 SDATAOUT2 (RJ MODE) CHANNEL 3 CHANNEL 2 CHANNEL 4 10296-026 SDATAOUT1 (RJ MODE) NOTES 1. SDATA_FMT = 2 (RJ, 24-BIT). 图26. RJ音频格式 Rev. C | Page 25 of 68 ADAU1977 的时隙中，输出引脚变为高阻态，因而同一数据线可与 TDM总线上的其他器件共享。 TDM模式 寄存器0x05至寄存器0x08提供TDM模式编程功能。TDM时 隙宽度、数据宽度、通道分配和用于输出数据的引脚均可 编程。 TDM端口可以作为主机或从机工作。在主模式下，BCLK 和 LRCLK从 ADAU1977输 出 ， 而 在 从 模 式 下 ， BCLK和 LRCLK引脚设置为接收系统主机提供的时钟。 默认情况下，串行数据在SDATAOUT1引脚上输出，但可 利用SDATA_SEL位(寄存器0x06的位7)改变设置，使串行数 据从SDATAOUT2引脚输出。 支持非脉冲和脉冲模式。在非脉冲模式下，LRCLK信号占 空比通常为50%，而在脉冲模式下，LRCLK信号至少必须 为一个BCLK宽(参见图27和图28)。 TDM模式支持2、4、8或16个通道。ADAU1977在分配的时 隙中输出4通道数据(图29显示了数据时隙分配)。在未使用 BCLK 32/24/16 BCLKs 32/24/16 BCLKs 32/24/16 BCLKs LRCLK CHANNEL 1 SDATA I 2S CHANNEL 2 8 TO 32 BCLKs SDATA LJ 8 TO 32 BCLKs CHANNEL 2 CHANNEL 1 8 TO 32 BCLKs 8 TO 32 BCLKs CHANNEL N 8 TO 32 BCLKs CHANNEL 1 SDATA I 2S CHANNEL N 8 TO 32 BCLKs CHANNEL 2 CHANNEL N 24 OR 16 BCLKs 24 OR 16 BCLKs 24 OR 16 BCLKs 10296-027 NOTES 1. SAI = 001 (2 CHANNELS), 010 (4 CHANNELS), 011 (8 CHANNELS), 100 (16 CHANNELS). 2. SDATA_FMT = 00 (I2S), 01 (LJ), 10 (RJ, 24-BIT), 11 (RJ, 16-BIT). 3. BCLK_EDGE = 0. 4. LRCLK_MODE = 0. 5. SLOT_WIDTH = 00 (32 BCLKs), 01 (24 BCLKs), 10 (16 BCLKs). 图27. TDM非脉冲模式音频格式 BCLK 32/24/16 BCLKs 32/24/16 BCLKs 32/24/16 BCLKs LRCLK CHANNEL 1 SDATA I 2S CHANNEL 2 8 TO 32 BCLKs 8 TO 32 BCLKs SDATA LJ CHANNEL 2 CHANNEL 1 SDATA I 2S 8 TO 32 BCLKs CHANNEL N 8 TO 32 BCLKs 8 TO 32 BCLKs CHANNEL N CHANNEL 1 8 TO 32 BCLKs CHANNEL 2 24 OR 16 BCLKs 24 OR 16 BCLKs 24 OR 16 BCLKs 10296-028 NOTES 1. SAI = 001 (2 CHANNELS), 010 (4 CHANNELS), 011 (8 CHANNELS), 100 (16 CHANNELS) 2. SDATA_FMT = 00 (I2S), 01 (LJ), 10 (RJ, 24-BIT), 11 (RJ, 16-BIT) 3. BCLK_EDGE = 0 4. LRCLK_MODE = 1 5. SLOT_WIDTH = 00 (32 BCLKs), 01 (24 BCLKs), 10 (16 BCLKs) CHANNEL N 图28. TDM脉冲模式音频格式 Rev. C | Page 26 of 68 ADAU1977 LRCLK NUMBER OF BCLK CYCLES = (NUMBER OF BCLKs/SLOT) × NUMBER OF SLOTS BCLK SDATAOUTx-TDM2 SLOT1 SDATAOUTx-TDM4 SLOT1 SLOT2 SLOT1 SLOT1 HIGH-Z SLOT2 DATA WIDTH 16/24 BITS SLOT2 SLOT3 SLOT4 SLOT3 SLOT3 SLOT5 SLOT4 SLOT6 SLOT7 SLOT8 SLOT5 SLOT9 SLOT10 SLOT4 SLOT6 SLOT11 SLOT12 SLOT7 SLOT13 SLOT8 SLOT14 SLOT15 SLOT16 HIGH-Z SLOT WIDTH 16/24/32BITS 10296-029 SDATAOUTx-TDM8 SDATAOUTx-TDM16 SLOT2 图29. TDM模式时隙分配 Rev. C | Page 27 of 68 ADAU1977 位时钟频率取决于采样速率、时隙宽度和每时隙的位时钟 数。表19可用来计算BCLK频率。 率和模式的各种组合，但必须注意，应当选择最适合应用 的组合。 采样速率(fS)范围是8 kHz到192 kHz。但在主模式下，最大 位时钟频率(BCLK)为24.576 MHz。例如，对于192 kHz的采 样速率，128 × fS就是最大可能的BCLK频率。因此，每个TDM 帧仅有128个位时钟周期可用。这种情况下有两个选项： 以32位数据宽度在TDM4模式下工作或以16位数据宽度在 TDM8模式下工作。从模式下不存在这一限制，因为位时 钟和帧时钟是由主机提供给ADAU1977。可以使用BCLK频 连接选项 图30至图34显示了I2S或TDM模式下连接串行音频端口的可 用选项。在TDM模式下，建议在数据信号上包括下拉电阻， 以防止ADAU1977的SDATAOUTx引脚在非活动期间变为高 阻态时线路悬空。电阻值应确保从SDATAOUTx引脚吸取 的电流不超过2 mA。该电阻值一般在10 kΩ到47 kΩ范围内， 具体使用何值取决于数据总线上的期间。 表19. TDM模式位时钟频率 每时隙16个位时钟 32 × fS 64 × fS 128 × fS 256 × fS BCLK频率 每时隙24个位时钟 48 × fS 96 × fS 192 × fS 384 × fS MASTER SLAVE ADAU1977 DSP 每时隙32个位时钟 64 × fS 128 × fS 256 × fS 512 × fS BCLK LRCLK 10296-030 SDATAOUT1 SDATAOUT2 图30. 串行端口连接选项1—I 2S/LJ/RJ模式，ADAU1977主机 SLAVE MASTER ADAU1977 DSP BCLK LRCLK SDATAOUT1 10296-033 模式 TDM2 TDM4 TDM8 TDM16 SDATAOUT2 图31. 串行端口连接选项2—I 2S/LJ/RJ模式，ADAU1977从机 Rev. C | Page 28 of 68 ADAU1977 MASTER SLAVE ADAU1977 DSP BCLK LRCLK SDATAOUTx SLAVE ADAU1977 OR SIMILIAR ADC BCLK LRCLK 10296-031 SDATAOUTx 图32. 串行端口连接选项3—TDM模式，ADAU1977主机 SLAVE SLAVE ADAU1977 DSP BCLK LRCLK SDATAOUTx MASTER ADAU1977 OR SIMILIAR ADC BCLK LRCLK 10296-034 SDATAOUTx 图33. 串行端口连接选项4—TDM模式，第二ADC主机 SLAVE MASTER ADAU1977 DSP BCLK LRCLK SDATAOUTx SLAVE ADAU1977 OR SIMILIAR ADC BCLK LRCLK 10296-032 SDATAOUTx 图34. 串行端口连接选项5—TDM模式，DSP主机 Rev. C | Page 29 of 68 ADAU1977 控制端口 ADAU1977控制端口支持两种工作模式——2线I2C模式或4 线SPI模式，用于设置器件的内部寄存器。I2C和SPI模式均 允许读写寄存器。全部寄存器均为8位宽。寄存器起始地 址为0x00，结束地址为0x1A。 要。但是，操作PLL、串行音频端口和升压转换器时，主 时钟必须存在。 默 认 情 况 下 ， ADAU1977工 作 在 I 2 C模 式 ， 但 通 过 将 CLATCH引脚拉低三次，就可以将器件置于SPI模式。 I2C和SPI模式下的控制端口均只能用作从机，需要系统中 的主机才能工作。 访问寄存器时，器件有无主时钟无关紧 控制端口引脚是多功能引脚，具体功能取决于器件的工作 模式。 表20说明了两种模式下控制端口引脚的功能。 表20：控制端口引脚功能 I2C模式 引脚编号 17 18 19 20 引脚名称 SDA/COUT SCL/CCLK ADDR0/CLATCH ADDR1/CIN 引脚功能 SDA：数据 SCL：时钟 I2C器件地址位0 I2C器件地址位1 Rev. C | Page 30 of 68 引脚类型 I/O I I I SPI模式 引脚功能 COUT： 输出数据 CCLK：输入时钟 CLATCH: 输入 CIN： 输入数据 引脚类型 O I I I ADAU1977 VIL是逻辑电平0的最大电压(即0.4 V，根据I2C规范)。 I2C模式 ADAU1977支持2线串行(I2C兼容)总线协议。两个引脚—— 串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)——用于与系统I2C主控制 ISINK是I/O引脚的吸电流能力。 SDA可以吸收2 mA电流，因此，对于3.3 V的IOVDD，RPULL UP 器通信。在I2C模式下，ADAU1977始终是总线上的从机， 最小值为1.5 kΩ。 意味着它不能启动数据传输。I C总线上的每个从机都通过 根据电路板上的电容不同，可以限制总线速度以满足上升 一个唯一的器件地址识别。ADAU1977的器件地址和R/W字 时间和下降时间要求。 2 节如表21所示。地址存在于I C写操作的前7位。ADAU1977 2 I 2 C地址的位7和位6由ADDR1和ADDR0引脚上的电平设 置。来自主机的第一个I2C字节的LSB(R/W位)说明是读操 作还是写操作。逻辑电平1对应于读操作，逻辑电平0对应 对于位速率时间约为1 Mbps的快速模式，上升时间必须小于 550 ns。 使用下式判断是否能够满足上升时间要求： t = 0.8473 × RPULL UP × CBOARD. 于写操作。 要满足300 ns上升时间要求，CBOARD必须小于236 pF。 表21. ADAU1977 I2C首字节格式 对于SCL引脚，计算取决于系统所用I2C主机的吸电流能 力。 位7 ADDR1 位6 ADDR0 位5 1 位4 0 位3 0 位2 0 位1 1 位0 R/W ADAU1977的I2C芯片地址的前7位是xx10001。该地址字 节的位0和位1可通过ADDR1和ADDR0引脚设置，以便将 芯片地址设置为所需的值。 使用ADDR1和ADDR0引脚，可将7位I2C器件地址设置为 以下四个可能的选项之一： • I2C器件地址0010001 (0x11) • I2C器件地址0110001 (0x31) • I2C器件地址1010001 (0x51) • I2C器件地址1110001 (0x71) 在I2C模式下，SDA和SCL引脚要求将一个合适的上拉电阻 连接到IOVDD。这些信号线上的电压不应超过IOVDD引 脚上的电压。图46显示了I2C模式的典型连接图。 SDA或SCL引脚的上拉电阻值可计算如下： 最小RPULL UP = (IOVDD – VIL)/ISINK 其中： 寻址 开始时，I2C总线上的各器件均处于空闲状态，并监控SDA 和SCL线有无起始条件和适当的地址。I2C主机通过建立起 始条件而启动数据传输；起始条件要求SDA发生高低转 换，同时SCL保持高电平。这表示随后将出现地址/数据 流。总线上的所有器件都对起始条件做出响应，并以MSB 优先方式从主机获取接下来的8个位(7位地址加R/W位)。 主机向总线上的所有从机发送7位器件地址和读/写位。在 第9个时钟脉冲期间，具有匹配地址的器件通过将数据线 (SDA)拉低来做出响应。此第9位称为应答位。此时，所有 其它器件从总线退出，返回空闲状态。 R/W位决定数据的方向。如果第一个字节的LSB为逻辑0， 则意味着主机将写入信息到从机，而逻辑1则意味着主机 将在写入地址并重复起始地址之后读取从机信息。数据传 输将持续到主机发出停止条件为止。停止条件是指在SCL 处于高电平时，SDA上发生低电平至高电平跃迁。 数据传输过程中的任何阶段都可以检测停止和起始条件。 如果这些条件的置位打破了正常的读写操作顺序， ADAU1977将立即跳出到空闲状态。 IOVDD是I/O电源电压，典型范围是1.8 V到3.3 V。 Rev. C | Page 31 of 68 ADAU1977 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 SCL 1 0 0 0 SECOND BYTE (REGISTER ADDRESS) 1 THIRD BYTE (DATA) R/W ACK ADAU1977 START STOP ACK ADAU1977 图35. I C写入ADAU1977(单字节) 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 SCL FIRST BYTE (DEVICE ADDRESS) ADDR1 ADDR0 SDA 1 0 0 0 SECOND BYTE (REGISTER ADDRESS) 1 R/W 19 ACK ADAU1977 ACK ADAU1977 START 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 SCL THIRD BYTE (DEVICE ADDRESS) SDA ADDR1 ADDR0 REPEAT START 1 0 0 0 1 DATA BYTE FROM ADAU1977 R/W NO ACK ACK ADAU1977 图36. I 2C读取ADAU1977(单字节) Rev. C | Page 32 of 68 STOP 10296-036 ADDR1 ADDR0 10296-035 FIRST BYTE (DEVICE ADDRESS) SDA ADAU1977 的芯片地址字节。这将导致ADAU1977 SDA反向，并开始向 主机回传数据。然后，主机在每第9个脉冲做出响应，向 ADAU1977发送应答脉冲。 I2C读和写操作 图37给出了单字写操作的格式。在每第9个时钟脉冲， ADAU1977都会通过拉低SDA来发送应答。 图40给出了突发模式读序列的格式。该图显示了一个顺次 读取单字节寄存器的例子。ADAU1977使用8位寄存器地 址，因此每个字节后都会递增其地址寄存器。 图38给出了突发模式写序列的格式。该图显示了一个顺次 写入单字节寄存器的例子。ADAU1977在写完一个字节后 即递增其地址寄存器，因为请求的地址对应于1字节字长 的寄存器或存储器区域。 图37至图40使用了以下缩写： S = 起始位 P = 停止位 AM = 主机应答 AS = 从机应答 S CHIP ADDRESS, R/W = 0 AS REGISTER ADDRESS 8 BITS AS DATA BYTE P 10296-037 图39给出了单字读操作的格式。注意第一个R/W位为0， 表示写操作。这是因为仍然需要写入地址，以便设置内部 地址。在ADAU1977确认接收到地址后，主机必须发送一 个重复起始命令，然后再发送R/W位设置为1(表示读操作) CHIP ADDRESS, R/W = 0 CHIP AS REGISTER ADDRESS ADDRESS, R/W = 0 8 BITS AS DATA AS BYTE 1 DATA AS DATA BYTE 2 BYTE 3 AS DATA BYTE 4 AS ... S CHIP ADDRESS, R/W = 0 AS REGISTER ADDRESS 8 BITS AS S AS CHIP ADDRESS, R/W = 1 DATA BYTE 1 P AM ... 10296-039 图38. 突发模式I 2C写格式 图39. 单字I 2C读格式 S CHIP ADDRESS, R/W = 0 AS REGISTER ADDRESS 8 BITS AS S CHIP ADDRESS, R/W = 1 AS DATA BYTE 1 图40. 突发模式I 2C读格式 Rev. C | Page 33 of 68 AM DATA BYTE 2 P 10296-040 S P 10296-038 图37. 单字I 2C写格式 ADAU1977 SPI模式 数据字节 ADAU1977默认采用I2C模式。要调用SPI控制模式，应将 数据字节数取决于所访问的寄存器。在突发模式写入中， CLATCH拉低三次。这可以通过对SPI端口执行三个伪写操 初始寄存器地址之后是连续的数据序列，以供写入连续的 作来完成(ADAU1977不会应答这些操作，参见图41)。从第 寄存器位置。 四个SPI写操作开始，器件可以读写数据。要使ADAU1977 图42给出了对一个寄存器执行单字SPI写操作的示例时序 离开SPI模式，必须通过周期供电启动全面复位过程。 图。图43给出了单字SPI读操作的示例时序图。在字节3开 SPI端 口 使 用 4线 接 口 ， 包 括 CLATCH、 CCLK、 CIN和 始时，COUT引脚从高阻态变为高电平。本例中，字节0至 COUT信号，始终是一个从机端口。CLATCH信号在处理 字节1包含器件地址、R/W位以及要读取的寄存器地址。 开始时应变为低电平，在处理结束时应变为高电平。 后续字节承载器件的数据。 CCLK信号在低高转换时锁存CIN。COUT数据在CCLK下 独立模式 降沿移出ADAU1977，应在CCLK上升沿输入一个接收器 ADAU1977也可以在独立模式下工作。不过，在独立模式 件，如微控制器等。CIN信号承载串行输入数据，COUT 下，升压转换器、麦克风偏置和诊断模块均关断。要将器 信号承载串行输出数据。在请求执行读操作之前，COUT 件置于独立模式，应将SA_MODE引脚拉至IOVDD。这种 信号处于三态。这样就可以直接连接到其他SPI兼容外设的 模式下，某些引脚的功能发生改变以提供更大的灵活性(更 COUT端口，以共享同一系统控制器端口。所有SPI处理都 多信息参见表23)。 具有表24所示的相同基本格式。时序图见图3。所有数据 都应以MSB优先方式写入。 表23. 独立模式下的引脚功能 芯片地址R/W 引脚功能 ADDR0 SPI处理的第一个字节的LSB为R/W位。此位决定通信是读 操作(逻辑电平1)还是写操作(逻辑电平0)。表22显示了其 格式。 SDA 表22. ADAU1977 SPI地址和R/W字节格式 位7 0 ADDR1 位6 0 位5 0 位4 0 位3 0 位2 0 SCL 位1 0 位0 R/W SDATAOUT2 FAULT 寄存器地址 8位地址字解码为一个寄存器的位置。此地址即为相应寄 存器的位置。 设置 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 描述 I2S SAI格式 TDM模式，由SDATAOUT2引脚决定 主模式SAI 从模式SAI MCLK = 256 × fS，PLL开启 MCLK = 384 × fS，PLL开启 48 kHz采样速率 96 kHz采样速率 TDM4—LRCLK脉冲 TDM8—LRCLK脉冲 TDM8中的时隙1至时隙4 TDM8中的时隙5至时隙8 若设置为TDM8模式，FAULT引脚将用作输入以分配ADC 数据时隙，防止与TDM总线上的其他数据冲突。 表24. 通用控制字格式 字节0 器件地址[6:0]，R/W 1 字节1 寄存器地址[7:0] 字节2 Data[7:0] 持续到数据结束。 Rev. C | Page 34 of 68 字节31 Data[7:0] ADAU1977 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 27 CLATCH 10296-041 CCLK CIN 图41. SPI模式初始序列 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 CLATCH DEVICE ADDRESS (7 BITS) R/W REGISTER ADDRESS BYTE CIN 10296-042 CCLK DATA BYTE 图42. SPI写入ADAU1977的时序(单字写模式) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 CCLK CLATCH REGISTER ADDRESS BYTE DATA BYTE R/W DATA BYTE FROM ADAU1977 COUT 10296-043 DEVICE ADDRESS (7 BITS) CIN 图43. SPI读取ADAU1977的时序(单字读模式) CLATCH CCLK DEVICE ADDRESS BYTE REGISTER ADDRESS BYTE DATA BYTE1 DATA BYTE2 DATA BYTE n – 1 DATA BYTE n DATA BYTE n – 1 DATA BYTE n 10296-044 CIN 图44. SPI写入ADAU1977(多字节) CLATCH CCLK CIN REGISTER ADDRESS BYTE COUT DATA BYTE1 DATA BYTE2 DATA BYTE3 图45. SPI读取ADAU1977(多字节) Rev. C | Page 35 of 68 10296-045 DEVICE ADDRESS BYTE ADAU1977 寄存器汇总 表25列出了所有控制寄存器。 这些寄存器可利用I2C控制端口或SPI控制端口进行访问。 表25. ADAU1977寄存器汇总 寄存器 0x00 0x01 0x02 名称 M_POWER PLL_CONTROL BST_CONTROL 位 [7:0] [7:0] [7:0] 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x10 0x11 0x12 0x13 0x14 0x15 0x16 MB_BST_CONTROL BLOCK_POWER_SAI SAI_CTRL0 SAI_CTRL1 SAI_CMAP12 SAI_CMAP34 SAI_OVERTEMP POSTADC_GAIN1 POSTADC_GAIN2 POSTADC_GAIN3 POSTADC_GAIN4 MISC_CONTROL DIAG_CONTROL DIAG_STATUS1 DIAG_STATUS2 DIAG_STATUS3 DIAG_STATUS4 DIAG_IRQ1 DIAG_IRQ2 [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] 0x17 0x18 0x19 0x1A DIAG_ADJUST1 DIAG_ADJUST2 ASDC_CLIP DC_HPF_CAL [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] 位7 S_RST PLL_LOCK BST_GOOD 位6 PLL_MUTE 位5 位4 RESERVED FS_RATE MB_VOLTS BCLKEDGE LDO_EN SDATA_FMT SDATA_SEL SLOT_WIDTH CMAP_C2 CMAP_C4 SAI_DRV_C4 SAI_DRV_C3 SAI_DRV_C2 LR_POL 位3 RESERVED CLK_S RESERVED BOOST_SW_ OV_EN FREQ MB_EN VREF_EN ADC_EN4 SAI DATA_WIDTH LR_MODE 位2 位1 BOOST_OV MCS OC_EN BOOST_EN ADC_EN3 MRCV ADC_EN2 FS SAI_MSB BCLKRATE CMAP_C1 CMAP_C3 OT_MCRV OT_RCVR SAI_DRV_C1 DRV_HIZ PADC_GAIN1 PADC_GAIN2 PADC_GAIN3 PADC_GAIN4 SUM_MODE RESERVED MMUTE RESERVED RESERVED DIAG_EN4 DIAG_EN3 RESERVED MIC_SHORT1 MICH_OPEN1 MICH_SB1 MICH_SG1 MICH_SMB1 RESERVED MIC_SHORT2 MIC_OPEN2 MICH_SB2 MICH_SG2 MICH_SMB2 RESERVED MIC_SHORT3 MIC_OPEN3 MICH_SB3 MICH_SG3 MICH_SMB3 RESERVED MIC_SHORT4 MIC_OPEN4 MICH_SB4 MICH_SG4 MICH_SMB4 RESERVED IRQ_RESET IRQ_DRIVE IRQ_POL DIAG_MASK4 DIAG_MASK3 BST_FAULT_ MIC_SHORT_ MIC_OPEN_ MICH_SB_ MICH_SG_ RESERVED MASK MASK MASK MASK MASK SHT_T_TRIP SHT_M_TRIP SHT_G_TRIP RESERVED FAULT_TO RESERVED HYST_SM_EN RESERVED ADC_CLIP4 ADC_CLIP3 DC_SUB_C4 DC_SUB_C3 DC_SUB_C2 DC_SUB_C1 DC_HPF_C4 DC_HPF_C3 Rev. C | Page 36 of 68 位0 PWUP BOOST_OC BOOST_RCVR ADC_EN1 SAI_MS OT DC_CAL DIAG_EN2 DIAG_EN1 MICL_SB1 MICL_SG1 MICL_SB2 MICL_SG2 MICL_SB3 MICL_SG3 MICL_SB4 MICL_SG4 DIAG_MASK2 DIAG_MASK1 MICL_SB_ MICL_SG_ MASK MASK SHT_B_TRIP HYST_SG_EN HYST_SB_EN ADC_CLIP2 ADC_CLIP1 DC_HPF_C2 DC_HPF_C1 复位 0x00 0x41 0x4A RW RW RW RW 0x7D 0x3F 0x02 0x00 0x10 0x32 0xF0 0xA0 0xA0 0xA0 0xA0 0x02 0x0F 0x00 0x00 0x00 0x00 0x20 0x00 RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW RW 0x00 0x20 0x00 0x00 RW RW RW RW ADAU1977 寄存器详解 主电源和软件复位寄存器 地址：0x00；复位：0x00；名称： M_POWER 电源管理控制寄存器用于使能升压调节器、麦克风偏置、PLL、带隙基准电压源、ADC和LDO调节器。 表26. M_POWER的位功能描述 位 7 Bit名称 S_RST 设置 0 1 [6:1] 0 RESERVED PWUP 0 1 描述 软件复位。 软件复位将复位所有内部电路，并将所有控制寄存器置于 默认状态。 上电或关断周期中无必要复位ADAU1977。 正常工作 软件复位 保留。 主机上电控制。 主机上电控制使ADAU1977完全上电或完全关断。 要 使ADAU1977上电，此位必须设为1。 各模块可通过相应的电源控制寄 存器关断。 完全关断 主机上电 Rev. C | Page 37 of 68 复位 0x0 0x00 0x0 访问类型 RW RW RW ADAU1977 PLL控制寄存器 地址：0x01；复位： 0x41；名称： PLL_CONTROL 表27. PLL_CONTROL的位功能描述 位 7 Bit名称 PLL_LOCK 设置 0 1 6 PLL_MUTE 0 1 5 4 RESERVED CLK_S 0 1 [2:0] MCS 001 010 011 100 000 描述 PLL锁定状态。PLL锁定状态位。 当一个PLL锁定时。 PLL未锁定 PLL已锁定 PLL未锁定自动静音。 设为1时，若PLL解除锁定，则ADC输出静音。 PLL未锁定时无自动静音 PLL未锁定时自动静音 保留。 PLL时钟源选择。 选择PLL的输入时钟源。 MCLK用于PLL输入 LRCLK用于PLL输入；仅支持大于32 kHz的采样速率 主时钟选择。 MCS位决定PLL的倍频系数。 必须根据输入MCLK频率和 采样速率设置。 256 × fS MCLK（32 kHz至48 kHz，其他采样速率参见PLL部分） 384 × fS MCLK（32 kHz至48 kHz，其他采样速率参见PLL部分） 512 × fS MCLK（32 kHz至48 kHz，其他采样速率参见PLL部分） 768 × fS MCLK（32 kHz至48 kHz，其他采样速率参见PLL部分） 128 × fS MCLK（32 kHz至48 kHz，其他采样速率参见PLL部分） Rev. C | Page 38 of 68 复位 0x0 访问类型 R 0x1 RW 0x0 0x0 RW RW 0x1 RW ADAU1977 位 Bit名称 设置 101 110 111 描述 保留 保留 保留 复位 访问类型 复位 0x0 访问类型 R DC-DC升压转换器控制寄存器 地址：0x02；复位： 0x4A；名称： BST_CONTROL 表28. BST_CONTROL的位功能描述 位 7 Bit名称 BST_GOOD 设置 0 1 [6:5] FS_RATE 00 01 10 11 4 BOOST_SW_FREQ 0 1 3 OV_EN 0 1 2 BOOST_OV 0 1 1 OC_EN 0 1 0 BOOST_OC 0 1 描述 升压转换器输出状态。 升压转换器输出未稳定 升压转换器输出良好 升压开关频率的采样速率控制。 8 kHz/16 kHz/32 kHz/64 kHz/128 kHz fS 11.025 kHz/22.05 kHz/44.1 kHz/88.2 kHz/176.4 kHz fS 12 kHz/24 kHz/48 kHz/96 kHz/192 kHz fS 保留 升压调节器开关频率。 1.5 MHz开关频率 3 MHz开关频率 过压故障保护使能。 禁用 使能 升压转换器过压故障状态。 正常工作 过压故障 过流故障保护使能。 禁用 使能 升压转换器过流故障状态。 正常工作 升压过流保护激活 Rev. C | Page 39 of 68 0x2 RW 0x0 RW 0x1 RW 0x0 R 0x1 RW 0x0 R ADAU1977 MICBIAS和升压控制寄存器 地址：0x03；复位： 0x7D；名称： MB_BST_CONTROL 表29. MB_BST_CONTROL的位功能描述 位 [7:4] Bit名称 MB_VOLTS 设置 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 3 MB_EN 0 1 2 BOOST_EN 0 1 1 MRCV 0 1 描述 MICBIAS输出电压。 5.0 V 5.5 V 6.0 V 6.5 V 7.0 V 7.5 V 8.0 V 8.5 V 9.0 V 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 MICBIAS使能。 MICBIAS关断 MICBIAS使能 升压使能。 升压关闭 升压开启 升压故障手动恢复。 正常工作 尝试升压故障手动恢复 Rev. C | Page 40 of 68 复位 0x7 访问类型 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x0 W ADAU1977 位 0 Bit名称 BOOST_RCVR Bit名称 0 1 描述 升压恢复模式。 自动故障恢复 手动故障恢复；使用MRCV恢复 复位 0x1 访问类型 RW 复位 0x0 访问类型 RW 模块电源控制和串行端口控制寄存器 地址：0x04；复位：0x3F；名称： BLOCK_POWER_SAI 表30. BLOCK_POWER_SAI的位功能描述 位 7 Bit名称 LR_POL 设置 0 1 6 BCLKEDGE 0 1 5 LDO_EN 0 1 4 VREF_EN 0 1 3 ADC_EN4 0 1 2 ADC_EN3 0 1 1 ADC_EN2 0 1 0 ADC_EN1 0 1 描述 设置LRCLK极性。 LRCLK先低后高 LRCLK先高后低 设置数据改变的位时钟边沿。 数据在下降沿改变 数据在上升沿改变 LDO调节器使能。 LDO关断 LDO使能 基准电压源使能。 基准电压源关断 基准电压源使能 ADC通道4使能。 ADC通道关断 ADC通道使能 ADC通道3使能。 ADC通道关断 ADC通道使能 ADC通道2使能。 ADC通道关断 ADC通道使能 ADC通道1使能。 ADC通道关断 ADC通道使能 Rev. C | Page 41 of 68 0x0 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW ADAU1977 串行端口控制寄存器1 地址：0x05；复位：0x02；名称： SAI_CTRL0 表31. SAI_CTRL0的位功能描述 位 [7:6] Bit名称 SDATA_FMT 设置 00 01 10 11 [5:3] SAI 000 001 010 011 100 [2:0] FS 000 001 010 011 100 描述 串行数据格式。 I2S数据相对于LRCLK边沿延迟1 BCLK 左对齐 右对齐，24位数据 右对齐，16位数据 串行端口模式。 立体声(I2S、LJ、RJ) TDM2 TDM4 TDM8 TDM16 采样速率。 8 kHz至12 kHz 16 kHz至24 kHz 32 kHz至48 kHz 64 kHz至96 kHz 128 kHz至192 kHz Rev. C | Page 42 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 RW 0x2 RW ADAU1977 串行端口控制寄存器2 地址：0x06；复位：0x00；名称： SAI_CTRL1 表32. SAI_CTRL1的位功能描述 位 7 Bit名称 SDATA_SEL 设置 0 1 [6:5] SLOT_WIDTH 00 01 10 11 4 DATA_WIDTH 0 1 3 LR_MODE 0 1 2 SAI_MSB 0 1 1 BCLKRATE 0 1 0 SAI_MS 0 1 描述 TDM4或更大模式下的SDATAOUTx引脚选择。 SDATAOUT1用于输出 SDATAOUT2用于输出 TDM模式下每个时隙的BCLK数。 每个TDM时隙32个BCLK 每个TDM时隙24个BCLK 每个TDM时隙16个BCLK 保留 输出数据位宽度。 24位数据 16位数据 设置LRCLK模式。 50%占空比时钟 脉冲—LRCLK为单BCLK周期宽脉冲 设置数据以MSB或LSB优先方式输入/输出。 MSB优先数据 LSB优先数据 设置主模式下产生的每个数据通道的位时钟周期数。 每通道32个BCLK 每通道16个BCLK 设置串行端口为主模式或从模式。 LRCLK/BCLK从机 LRCLK/BCLK主机 Rev. C | Page 43 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 输出串行端口通道映射寄存器 地址：0x07；复位：0x10；名称： SAI_CMAP12 表33. SAI_CMAP12的位功能描述 位 [7:4] Bit名称 CMAP_C2 设置 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 描述 ADC通道2输出映射。 通道的时隙1 通道的时隙2 通道的时隙3(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙4(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙5(仅TDM8+) 通道的时隙6(仅TDM8+) 通道的时隙7(仅TDM8+) 通道的时隙8(仅TDM8+) 通道的时隙9(仅TDM16) 通道的时隙10(仅TDM16) 通道的时隙11(仅TDM16) 通道的时隙12(仅TDM16) 通道的时隙13(仅TDM16) 通道的时隙14(仅TDM16) 通道的时隙15(仅TDM16) 通道的时隙16(仅TDM16) Rev. C | Page 44 of 68 复位 0x1 访问类型 RW ADAU1977 位 [3:0] Bit名称 CMAP_C1 设置 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 描述 ADC通道1输出映射。 如果将CMAP设置为一个对给定串行模式而言 不存在的时隙，则不会驱动该通道。 例如，若CMAP设置为时隙9且 串行格式为I2S，则不会驱动该通道。 如果将多个通道设置为同一时 隙，则仅驱动编号最低的通道，而不会驱动其他通道。 通道的时隙1 通道的时隙2 通道的时隙3(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙4(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙5(仅TDM8+) 通道的时隙6(仅TDM8+) 通道的时隙7(仅TDM8+) 通道的时隙8(仅TDM8+) 通道的时隙9(仅TDM16) 通道的时隙10(仅TDM16) 通道的时隙11(仅TDM16) 通道的时隙12(仅TDM16) 通道的时隙13(仅TDM16) 通道的时隙14(仅TDM16) 通道的时隙15(仅TDM16) 通道的时隙16(仅TDM16) Rev. C | Page 45 of 68 复位 0x0 访问类型 RW ADAU1977 输出串行端口通道映射寄存器 地址：0x08；复位： 0x32；名称： SAI_CMAP34 表34. SAI_CMAP34的位功能描述 位 [7:4] Bit名称 CMAP_C4 Bit名称 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 描述 ADC通道4输出映射。 通道的时隙1 通道的时隙2 通道的时隙3(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙4(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙5(仅TDM8+) 通道的时隙6(仅TDM8+) 通道的时隙7(仅TDM8+) 通道的时隙8(仅TDM8+) 通道的时隙9(仅TDM16) 通道的时隙10(仅TDM16) 通道的时隙11(仅TDM16) 通道的时隙12(仅TDM16) 通道的时隙13(仅TDM16) 通道的时隙14(仅TDM16) 通道的时隙15(仅TDM16) 通道的时隙16(仅TDM16) Rev. C | Page 46 of 68 复位 0x3 访问类型 RW ADAU1977 位 [3:0] Bit名称 CMAP_C3 Bit名称 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 描述 ADC通道3输出映射。 通道的时隙1 通道的时隙2 通道的时隙3(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙4(立体声模式下的SDATAOUT2上) 通道的时隙5(仅TDM8+) 通道的时隙6(仅TDM8+) 通道的时隙7(仅TDM8+) 通道的时隙8(仅TDM8+) 通道的时隙9(仅TDM16) 通道的时隙10(仅TDM16) 通道的时隙11(仅TDM16) 通道的时隙12(仅TDM16) 通道的时隙13(仅TDM16) 通道的时隙14(仅TDM16) 通道的时隙15(仅TDM16) 通道的时隙16(仅TDM16) Rev. C | Page 47 of 68 复位 0x2 访问类型 RW ADAU1977 串行输出驱动和过温保护控制寄存器 地址：0x09；复位： 0xF0；名称： SAI_OVERTEMP 表35. SAI_OVERTEMP的位功能描述 位 7 Bit名称 SAI_DRV_C4 设置 0 1 6 SAI_DRV_C3 0 1 5 SAI_DRV_C2 0 1 4 SAI_DRV_C1 0 1 3 DRV_HIZ 0 1 2 OT_MCRV 0 1 1 OT_RCVR 0 1 描述 通道4串行输出驱动使能。 通道不在串行输出端口上驱动 通道在串行输出端口上驱动；时隙由CMAP决定 通道3串行输出驱动使能。 通道不在串行输出端口上驱动 通道在串行输出端口上驱动；时隙由CMAP决定 通道2串行输出驱动使能。 通道不在串行输出端口上驱动 通道在串行输出端口上驱动；时隙由CMAP决定 通道1串行输出驱动使能。 通道不在串行输出端口上驱动 通道在串行输出端口上驱动；时隙由CMAP决定 选择是让不用的SAI通道处于三态还是积极驱动这些数据时隙。 不用的输出驱动到低电平 不用的输出处于高阻态 过温手动恢复尝试。 正常工作 尝试手动过温恢复 过温手动恢复。 过温故障自动恢复 过温故障手动恢复，必须设置OT_MCRV寄存器 Rev. C | Page 48 of 68 复位 0x1 访问类型 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW 0x0 RW 0x0 W 0x0 RW ADAU1977 位 0 Bit名称 OT 设置 0 1 描述 过温状态。 正常工作 过温故障 复位 0x0 访问类型 R 复位 0xA0 访问类型 RW 后置ADC增益通道1控制寄存器 地址：0x0A；复位： 0xA0；名称： POSTADC_GAIN1 表36. POSTADC_GAIN1的位功能描述 位 [7:0] Bit名称 PADC_GAIN1 设置 00000000 00000001 00000010 ... 10011111 10100000 10100001 ... 11111110 11111111 描述 通道1后置ADC增益。 增益：+60 dB 增益：+59.625 dB 增益：+59.25 dB ... 增益：+0.375 dB 增益：0 dB 增益：−0.375 dB ... 增益：−35.625 dB 静音 Rev. C | Page 49 of 68 ADAU1977 后置ADC增益通道2控制寄存器 地址：0x0B；复位： 0xA0；名称： POSTADC_GAIN2 表37. POSTADC_GAIN2的位功能描述 位 [7:0] Bit名称 PADC_GAIN2 设置 00000000 00000001 00000010 ... 10011111 10100000 10100001 ... 11111110 11111111 描述 通道2后置ADC增益。 增益：+60 dB 增益：+59.625 dB 增益：+59.25 dB ... 增益：+0.375 dB 增益：0 dB 增益：−0.375 dB ... 增益：−35.625 dB 静音 Rev. C | Page 50 of 68 复位 0xA0 访问类型 RW ADAU1977 后置ADC增益通道3控制寄存器 地址：0x0C；复位： 0xA0；名称： POSTADC_GAIN3 表38. POSTADC_GAIN3的位功能描述 位 [7:0] Bit名称 PADC_GAIN3 设置 00000000 00000001 00000010 ... 10011111 10100000 10100001 ... 11111110 11111111 描述 通道3后置ADC增益。 增益：+60 dB 增益：+59.625 dB 增益：+59.25 dB ... 增益：+0.375 dB 增益：0 dB 增益：−0.375 dB ... 增益：−35.625 dB 静音 Rev. C | Page 51 of 68 复位 0xA0 访问类型 RW ADAU1977 后置ADC增益通道4控制寄存器 地址：0x0D；复位： 0xA0；名称： POSTADC_GAIN4 表39. POSTADC_GAIN4的位功能描述 位 [7:0] Bit名称 PADC_GAIN4 设置 00000000 00000001 00000010 ... 10011111 10100000 10100001 ... 11111110 11111111 描述 通道4后置ADC增益。 增益：+60 dB 增益：+59.625 dB 增益：+59.25 dB ... 增益：+0.375 dB 增益：0 dB 增益：−0.375 dB ... 增益：−35.625 dB 静音 Rev. C | Page 52 of 68 复位 0xA0 访问类型 RW ADAU1977 高通滤波器和直流失调控制寄存器以及主静音 地址：0x0E；复位：0x02；名称： MISC_CONTROL 表40. MISC_CONTROL的位功能描述 位 [7:6] Bit名称 SUM_MODE 设置 00 01 10 11 5 4 RESERVED MMUTE 0 1 [3:1] 0 RESERVED DC_CAL 0 1 描述 实现较高SNR的通道求和模式控制。 4通道正常工作 2通道求和工作(参见“ADC求和模式”部分) 1通道求和工作(参见“ADC求和模式”部分) 保留 保留。 主静音。 正常工作 所有通道静音 保留。 直流校准使能。 正常工作 执行直流校准 Rev. C | Page 53 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 0x0 RW RW 0x1 0x0 RW RW ADAU1977 诊断控制寄存器 地址：0x10；复位： 0x0F；名称： DIAG_CONTROL 表41. DIAG_CONTROL的位功能描述 位 [7:4] 3 Bit名称 RESERVED DIAG_EN4 设置 0 1 2 DIAG_EN3 0 1 1 DIAG_EN2 0 1 0 DIAG_EN1 0 1 描述 保留。 诊断使能通道4。 诊断禁用 诊断使能 诊断使能通道3。 诊断禁用 诊断使能 诊断使能通道2。 诊断禁用 诊断使能 诊断使能通道1。 诊断禁用 诊断使能 Rev. C | Page 54 of 68 复位 0x0 0x1 访问类型 RW RW 0x1 RW 0x1 RW 0x1 RW ADAU1977 诊断报告寄存器通道1 地址：0x11；复位：0x00；名称： DIAG_STATUS1 表42. DIAG_STATUS1的位功能描述 位 7 6 Bit名称 RESERVED MIC_SHORT1 设置 0 1 5 MICH_OPEN1 0 1 4 MICH_SB1 0 1 3 MICH_SG1 0 1 2 MICH_SMB1 0 1 1 MICL_SB1 0 1 0 MICL_SG1 0 1 描述 保留。 麦克风引脚短路。 正常工作 麦克风引脚短路 麦克风开路连接。 正常工作 麦克风开路连接 麦克风高电平短接电源。 正常工作 麦克风高电平短接电源 麦克风高电平短接地。 正常工作 麦克风高电平短接地 麦克风高电平短接MICBIAS。 正常工作 麦克风高电平短接MICBIAS 麦克风低电平短接电源。 正常工作 麦克风低电平短接电源 麦克风低电平短接地。 正常工作 麦克风低电平短接地 Rev. C | Page 55 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R ADAU1977 诊断报告寄存器通道2 地址：0x12；复位：0x00；名称： DIAG_STATUS2 表43. DIAG_STATUS2的位功能描述 位 7 6 Bit名称 RESERVED MIC_SHORT2 设置 0 1 5 MIC_OPEN2 0 1 4 MICH_SB2 0 1 3 MICH_SG2 0 1 2 MICH_SMB2 0 1 1 MICL_SB2 0 1 0 MICL_SG2 0 1 描述 保留。 麦克风引脚短路。 正常工作 麦克风引脚短路 麦克风开路连接。 正常工作 麦克风开路连接 麦克风高电平短接电源。 正常工作 麦克风高电平短接电源 麦克风高电平短接地。 正常工作 麦克风高电平短接地 麦克风高电平短接MICBIAS。 正常工作 麦克风高电平短接MICBIAS 麦克风低电平短接电源。 正常工作 麦克风低电平短接电源 麦克风低电平短接地。 正常工作 麦克风低电平短接地 Rev. C | Page 56 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R ADAU1977 诊断报告寄存器通道3 地址：0x13；复位：0x00；名称： DIAG_STATUS3 表44. DIAG_STATUS3的位功能描述 位 7 6 Bit名称 RESERVED MIC_SHORT3 设置 0 1 5 MIC_OPEN3 0 1 4 MICH_SB3 0 1 3 MICH_SG3 0 1 2 MICH_SMB3 0 1 1 MICL_SB3 0 1 0 MICL_SG3 0 1 描述 保留。 麦克风引脚短路。 正常工作 麦克风引脚短路 麦克风开路连接。 正常工作 麦克风开路连接 麦克风高电平短接电源。 正常工作 麦克风高电平短接电源 麦克风高电平短接地。 正常工作 麦克风高电平短接地 麦克风高电平短接MICBIAS。 正常工作 麦克风高电平短接MICBIAS 麦克风低电平短接电源。 正常工作 麦克风低电平短接电源 麦克风低电平短接电源 正常工作 麦克风低电平短接地 Rev. C | Page 57 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R ADAU1977 诊断报告寄存器通道4 地址：0x14；复位：0x00；名称： DIAG_STATUS4 表45. DIAG_STATUS4的位功能描述 位 7 6 Bit名称 RESERVED MIC_SHORT4 设置 0 1 5 MIC_OPEN4 0 1 4 MICH_SB4 0 1 3 MICH_SG4 0 1 2 MICH_SMB4 0 1 1 MICL_SB4 0 1 0 MICL_SG4 0 1 描述 保留。 麦克风引脚短路。 正常工作 麦克风引脚短路 麦克风开路连接。 正常工作 麦克风开路连接 麦克风高电平短接电源。 正常工作 麦克风高电平短接电源 麦克风高电平短接地。 正常工作 麦克风高电平短接地 麦克风高电平短接MICBIAS。 正常工作 麦克风高电平短接MICBIAS 麦克风低电平短接电源。 正常工作 麦克风低电平短接电源 麦克风低电平短接地。 正常工作 麦克风低电平短接地 Rev. C | Page 58 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R ADAU1977 诊断中断引脚控制寄存器1 地址：0x15；复位：0x20；名称： DIAG_IRQ1 表46. DIAG_IRQ1的位功能描述 位 7 6 Bit名称 RESERVED IRQ_RESET 设置 0 1 5 IRQ_DRIVE 0 1 4 IRQ_POL 0 1 3 DIAG_MASK4 0 1 2 DIAG_MASK3 0 1 1 DIAG_MASK2 0 1 0 DIAG_MASK1 0 1 描述 保留。 FAULT引脚复位。 正常工作 复位FAULT引脚 FAULT引脚驱动选项。 始终驱动FAULT引脚 仅在故障期间驱动FAULT引脚，其他情况下处于高阻态 FAULT引脚极性。 故障将FAULT引脚设为低电平 故障将FAULT引脚设为高电平 通道4所有故障的FAULT引脚屏蔽。 通道4上的故障触发FAULT引脚 通道4上的故障不触发FAULT引脚 通道3所有故障的FAULT引脚屏蔽。 通道3上的故障触发FAULT引脚 通道3上的故障不触发FAULT引脚 通道2所有故障的FAULT引脚屏蔽。 通道2上的故障触发FAULT引脚 通道2上的故障不触发FAULT引脚 通道1所有故障的FAULT引脚屏蔽。 通道1上的故障触发FAULT引脚 通道1上的故障不触发FAULT引脚 Rev. C | Page 59 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW RW 0x1 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 诊断中断引脚控制寄存器2 地址：0x16；复位：0x00；名称： DIAG_IRQ2 表47. DIAG_IRQ2的位功能描述 位 7 Bit名称 BST_FAULT_MASK 设置 0 1 6 MIC_SHORT_MASK 0 1 5 MIC_OPEN_MASK 0 1 4 MICH_SB_MASK 0 1 3 MICH_SG_MASK 0 1 1 MICL_SB_MASK 0 1 0 MICL_SG_MASK 0 1 描述 升压故障的FAULT引脚屏蔽。 升压故障置位FAULT引脚 升压故障不置位FAULT引脚 麦克风引脚短路故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 麦克风开路连接故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 麦克风高电平短接电源故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 麦克风高电平短接地故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 麦克风低电平短接电源故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 麦克风低电平短接地故障的FAULT引脚屏蔽。 故障触发FAULT引脚 故障不触发FAULT引脚 Rev. C | Page 60 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 诊断调整寄存器2 地址：0x18；复位：0x20；名称： DIAG_ADJUST2 表49. DIAG_ADJUST2的位功能描述 位 [7:6] Bit名称 SHT_T_TRIP 设置 00 01 10 11 [5:4] SHT_M_TRIP 00 01 10 11 [3:2] SHT_G_TRIP 00 01 10 11 [1:0] SHT_B_TRIP 00 01 10 11 描述 短路故障至其他引脚跳变点调整。 0.465 x MICBIAS至0.535 x MICBIAS 0.483 x MICBIAS至0.517 x MICBIAS 0.429 x MICBIAS至0.571 x MICBIAS 保留 短路故障至麦克风偏置跳变点调整。 0.95 × MICBIAS 0.9 × MICBIAS 0.85 × MICBIAS 0.975 × MICBIAS 短路故障至接地跳变点调整。 0.2 × VREF 0.133 × VREF 0.1 × VREF 0.266 × VREF 短路故障至电源/电池跳变点调整。 0.95 × VBAT 0.9 × VBAT 0.85 × VBAT 0.975 × VBAT Rev. C | Page 61 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 诊断调整寄存器2 地址：0x18；复位：0x20；名称： DIAG_ADJUST2 表49. DIAG_ADJUST2的位功能描述 位 [7:6] [5:4] Bit名称 RESERVED FAULT_TO 设置 00 01 10 11 3 2 RESERVED HYST_SM_EN 0 1 1 HYST_SG_EN 0 1 0 HYST_SB_EN 0 1 描述 保留。 故障超时调整。 无故障超时时间(即报告故障前故障需持续存在的时间) 50 ms故障超时时间 100 ms故障超时时间(默认) 150 ms故障超时时间 保留。 迟滞短接MICBIAS使能。 禁用 使能 迟滞短接到地使能。 禁用 使能 迟滞短接电池使能。 禁用 使能 Rev. C | Page 62 of 68 复位 0x0 0x2 访问类型 RW RW 0x0 0x0 RW RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 数字直流高通滤波器和校准寄存器 地址：0x1A；复位：0x00；名称： DC_HPF_CAL 表51. DC_HPF_CAL的位功能描述 位 [7:4] 3 Bit名称 RESERVED ADC_CLIP4 设置 0 1 2 ADC_CLIP3 0 1 1 ADC_CLIP2 0 1 0 ADC_CLIP1 0 1 描述 保留。 ADC通道4削波状态。 正常工作 ADC通道削波 ADC通道3削波状态。 正常工作 ADC通道削波 ADC通道2削波状态。 正常工作 ADC通道削波 ADC通道1削波状态。 正常工作 ADC通道削波 Rev. C | Page 63 of 68 复位 0x0 0x0 访问类型 RW R 0x0 R 0x0 R 0x0 R ADAU1977 数字直流高通滤波器和校准寄存器 地址：0x1A；复位：0x00；名称： DC_HPF_CAL 表51. DC_HPF_CAL的位功能描述 位 7 Bit名称 DC_SUB_C4 设置 0 1 6 DC_SUB_C3 0 1 5 DC_SUB_C2 0 1 4 DC_SUB_C1 0 1 3 DC_HPF_C4 0 1 2 DC_HPF_C3 0 1 1 DC_HPF_C2 0 1 0 DC_HPF_C1 0 1 描述 扣除通道4校准产生的直流值。 无直流扣除 扣除直流校准产生的直流值 扣除通道3校准产生的直流值。 无直流扣除 扣除直流校准产生的直流值 扣除通道2校准产生的直流值。 无直流扣除 扣除直流校准产生的直流值 扣除通道1校准产生的直流值。 无直流扣除 扣除直流校准产生的直流值 通道4直流高通滤波器使能。 HPF关闭 HPF开启 通道3直流高通滤波器使能。 HPF关闭 HPF开启 通道2直流高通滤波器使能。 HPF关闭 HPF开启 通道1直流高通滤波器使能。 HPF关闭 HPF开启 Rev. C | Page 64 of 68 复位 0x0 访问类型 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW 0x0 RW ADAU1977 应用电路 +3.3V 10µF MLCC X7R +14.4V AVDDx AVDD2 C1 TO C8 = 1000pF R1 TO R4 TY P = 500Ω ±0.1% AGNDx BG REF PL L AGND2 AGND2 VREF PGND AGND1 AGND2 AGND3 DGND MB_GND C18 10µF C19 0.1µF C20 NOTES 1. R9, R10 = TYPICA L 2kΩ. 2. R 11 THROUGH R14 USED FOR SETTING THE DEVICE IN I 3. R15, R16 = TYPICA L 47kΩ. 4. PL L LOO P FI LTER: I2C/SPI CONTRO L TO DS P SCL/CCLK SDA/COUT ADDR1/CIN ADDR0/CL ATCH FAU LT PD/RESET R13 R16 IOVDD MICROCONTROLLER R14 SA_MODE DIAGNOSTICS PLL_FI LT R4 AGND3 MCLKIN C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 R2 AGND1 LRCLK BCLK SD ATAOUT1 SD ATAOUT2 R15 ADC VB AT C7 0.1µF R 11 ADC R EXT +1.8V OR +3.3V IOVDD R12 ADC C16 10µF MLCC X7R C15 0.1µF R9 ATTENU ATOR 14dB ADC DVDD R10 ADAU1977 SERIA L AUDIO PORT 4.7µH SW PGND AIN1+ AIN1– AIN2+ AIN2– AIN3+ AIN3– AIN4+ AIN4– MIC1 V AC = 2V DIFF MIC2 V AC = 2V DIFF LINE1 V CM = 7V, V AC = 10V DIFF LINE2 V CM = 7V, V AC = 10V DIFF 3.3V TO 1.8V REGUL ATOR PROGRAMMABLE GAIN DECIM ATOR/HPF DC CALIBR ATION PROG BIAS R3 C14 0.1µF BOOST CONVERTER IOUT 50mA 5V TO 9V C9 10µF ELECTRO LYTIC 1nF MAX MLCC R1 C13 0.1µF AVDD1 AVDD3 MICBIAS VBOOST_IN C10 10µF MLCC X7R VBOOST_OUT C 11 0.1µF AVDD1 AVDD3 AVDD2 VB AT (LOAD DUM P SUPRESSED) C12 0.1µF C21 R17 +3.3V ( AVDD2) 2C MODE. R17 C20 C21 LRCLK MCLK 4.87kΩ 2200pF 39nF 1kΩ 390pF 5600pF 5. FOR MORE INFORM ATIONABOUT CALCUL ATING THE VALUE OF R EXT , SEE THE POWER-ON RESET SEQUENCE SECTION. 图46. 典型应用原理图—双麦克风、双线输入、I 2C和I 2S模式 Rev. C | Page 65 of 68 10296-046 PL L INPUT OPTION ADAU1977 外形尺寸 0.30 0.25 0.18 31 40 30 0.50 BSC 1 TOP VIEW 0.80 0.75 0.70 10 11 20 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF SEATING PLANE 4.05 3.90 SQ 3.75 EXPOSED PAD 21 0.45 0.40 0.35 PIN 1 INDICATOR BOTTOM VIEW 0.25 MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WJJD. 05-06-2011-A PIN 1 INDICATOR 6.10 6.00 SQ 5.90 图47. 40引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ] 6 mm x 6 mm，超薄体 (CP-40-14) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1, 2 ADAU1977WBCPZ ADAU1977WBCPZ-R7 ADAU1977WBCPZ-RL EVAL-ADAU1977Z 1 2 温度范围 –40°C至+105°C –40°C至+105°C –40°C至+105°C 封装描述 40引脚 LFCSP_WQ 40引脚 LFCSP_WQ，7"卷带和卷盘 40引脚 LFCSP_WQ，13"卷带和卷盘 评估板 封装选项 CP-40-14 CP-40-14 CP-40-14 Z = 符合RoHS标准的器件。 W = 通过汽车应用认证。 汽车应用产品 ADAU1977W生产工艺受到严格控制，以满足汽车应用的质量和可靠性要求。请注意，车用型号的技术规格可能不同于商用型 号；因此，设计人员应仔细阅读本数据手册的技术规格部分。只有显示为汽车应用级的产品才能用于汽车应用。欲了解特定产 品的订购信息并获得这些型号的汽车可靠性报告，请联系当地ADI客户代表。 Rev. C | Page 66 of 68 ADAU1977 注释 Rev. C | Page 67 of 68 ADAU1977 注释 ©2013–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D10296sc-0-1/14(C) Rev. C | Page 68 of 68