Nota de aplicación 5148
Resumen: El codec de voz de audio MAX9860 ofrece una solución ideal para Skype ® a largo plazo de captura de audio y permite a las aplicaciones de alta calidad de transmisión de voz. Las aplicaciones objetivo incluyen Skype para TV, set-top boxes y teléfono con altavoz. Al ofrecer una gama flexible de opciones de ganancia programable y la aceptación de las tasas de muestreo de hasta 48kHz, el MAX9860 amplifica las señales analógicas de micrófono y las convierte en audio digital con funcionamiento en mente. Además, el MAX9860 de dos entradas de micrófono permiten la aplicación para grabar desde un arreglo de dos o cuatro micrófono micrófono utilizando un algoritmo de formación de haz para la sensibilidad de dirección y de cancelación de ruido.
Introducción
El MAX9860 proporciona todos los bloques del sistema y las características necesarias para ser utilizado en una voz de Skype a la captura de la aplicación. Cualquier ganancia se puede seleccionar de 0 dB a 50 dB (con pasos de 1 dB) entre los pines de entrada de micrófono y el interior de analógico a digital (ADC) ( Figura 1 ). Una ganancia adicional de-12dB a +3 dB se puede seleccionar la salida de la ADC. La salida de interfaz digital de audio del dispositivo se ajusta al estándar I ² S , justificado a la izquierda, o TDM protocolo para la comunicación con el procesador de la aplicación del sistema. Todos los ajustes están programados a través de una de 2 hilos I ² C interfaz compatible.
Figura 1. El MAX9860 diagrama de bloques, el camino ADC.
Micrófono sugerido circuito preamplificador
Para las aplicaciones de Skype, se recomienda el uso de una etapa pre-amplificador adicional antes de que el MAX9860 analógico entradas para asegurarse de obtener lo suficiente puede ser proporcionada. Utilice una sola oferta, de doble canal amplificador operacional de bajo ruido, como el MAX4253 para este bloque.Es importante asegurarse de que la relación señal-ruido ( SNR ) de la externa amplificador operacional es mayor que la del MAX9860 para lograr un mejor rendimiento general del SNR. El exterior del amplificador operacional del circuito también puede servir como un filtro de paso bajo para la eliminación de ruido de alta frecuencia.
Hay dos configuraciones de micrófono recomendado para aplicaciones de Skype a largo plazo: un conjunto de cuatro micrófonos y un arreglo de dos micrófonos.Ver figura 2 y figura 3 para el esquema sugerido de entrada cuando se usa un conjunto de cuatro micrófonos. Cuando se utiliza un arreglo de dos micrófonos, quitar MK3, MK4, FB3, FB4, C101, C102, R91, R101 y. Además, cambiar el valor de R41 y R42 a 0Ω. Ver figura 4 y figura 5 para el esquema sugerido de entrada cuando se utiliza un arreglo de dos micrófonos.
Figura 2. Un niño de cuatro circuitos de entrada de micrófono.
Más detallada de la imagen. (PDF, 282KB) Figura 3. Un micrófono de cuatro op-amp.
Figura 4. A dos de entrada del micrófono del circuito.
Más detallada de la imagen. (PDF, 278KB) Figura 5. A dos micrófonos op-amp.
Un arreglo de dos micrófonos con el apoyo del MAX9860 encaminando una señal del micrófono a la entrada del canal izquierdo y la señal del micrófono a la otra entrada del canal derecho. Un conjunto de cuatro micrófonos con el apoyo de enrutamiento de la suma de dos señales de micrófono a la entrada del canal izquierdo y la suma de las señales del micrófono otros dos a la entrada del canal derecho.
Configuración del dispositivo
Para configurar el MAX9860 para una aplicación de Skype, seleccionar las velocidades de reloj que desee y modos de interfaz a través de I ² C-registros 0x03 0x07 ( Tabla 1 ). El MAX9860 puede trabajar con un reloj maestro (MCLK) suministrado desde cualquier reloj del sistema dentro de 10 MHz a 60 MHz. Además, la muestra de apoyo rango de tasas de 8 kHz a 48 kHz, e incluyen todas las frecuencias comunes (8 kHz, 16 kHz, 24 kHz, 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz, y). Para más información sobre los registros de control del reloj, por favor consulte la hoja de datos MAX9860
automático de ganancia (AGC), es típicamente prudente para apagarlo en una aplicación de Skype. Skype tiene su propio algoritmo AGC que se ejecuta en la plataforma host. La interfaz de programación de aplicaciones ( API ) que proporciona Skype para controlar el aumento se debe establecer para modificar registro 0x0C.
Para obtener un rendimiento óptimo de inicio, seleccione una ganancia de 0 dB a partir de la escritura para registrar 0x34 0x0C. A continuación, activar la ruta de grabación analógico y el funcionamiento del dispositivo a través del registro 0x83. El conjunto de bits 1 y 0 para habilitar la izquierda y derecha, respectivamente ADC. Establecer el bit 7 para que el MAX9860 para la operación.
Una vez que el dispositivo está habilitado para la operación, utilice el registro 0x0C para seleccionar una ganancia de preamplificador de micro y micro PGAganancia que mejor se adapte al nivel de la señal esperada en las entradas analógicas. Ver Tabla 2 para el me recomendó ² secuencia de programación C registrarse.}
Diseño y puesta a tierra
Diseño adecuado y de puesta a tierra son esenciales para un óptimo rendimiento en una aplicación de Skype. En el diseño de un PCB para el MAX9860, la partición de los circuitos de manera que las secciones analógica del MAX9860 están separados de las secciones digitales. Esto asegura que las huellas de audio analógico no tiene que ser enviado cerca de las huellas digitales. Se recomienda conectar los micrófonos a la placa con un par trenzado de cable .Coloque el micrófono lo más cerca posible del amplificador operacional como el diseño físico se lo permita.
Para proporcionar inmunidad al ruido superiores en el circuito de entrada, AC terreno las señales del micrófono negativa de entrada (MICLN y MICRN) lo más cerca posible a la salida de los amplificadores operacionales (MIX_MICL y MIX_MICR, como se muestra en la Figura 3 y Figura 5). Ruta MICLP y MICLN al MAX9860 como un diferencial de par, lo que garantiza que las señales positivas y negativas siguen el mismo camino tanto como sea posible con una longitud de traza igual. Utilice el procedimiento mismo diseño para MICRP y MICRN.
El uso de un avión grande de tierra continua en una capa dedicada de la placa para minimizar las áreas de bucle. Conectar AGND, DGND y MICGND directamente al plano de tierra con la longitud más corta posible rastro. Conexión a tierra adecuada mejora el rendimiento de audio, reduce al mínimo la interferencia entre canales, y evita cualquier ruido digital de acoplamiento en la señal de audio analógica.
Tierra de los condensadores de bypass en REG, PREG, y REF directamente al plano de tierra con una longitud mínima huella. Además, asegúrese de reducir al mínimo la longitud del camino de AGND y MICGND. Bypass AVDD directamente a AGND. Bypass MICBIAS directamente a MICGND.
Conecte todos los digitales de E / S de terminación al plano de tierra con una longitud mínima de camino a DGND. Bypass DVDD y DVDDIO directamente a DGND.
El MAX9860 es delgado QFN paquete incluye una almohadilla térmica expuesta en su parte inferior. Esta almohadilla térmica reduce el paquete de la resistenciaal proporcionar una vía de conducción de calor directo de la muerte a la PCB. Conectar el pad térmica expuesta a AGND.
Un kit de evaluación ( EV kit ) está disponible para proporcionar una disposición de ejemplo para el MAX9860. El MAX9860EVKIT permite una configuración rápida de la MAX9860 e incluye fácil de usar software que permite a todos los registros internos para ser controlado.
Conclusión
El MAX9860 ofrece toda la funcionalidad necesaria para ofrecer una alta calidad de captura de audio con la flexibilidad necesaria para satisfacer las diferentes necesidades del sistema. Siguiendo la configuración recomendada se describe en esta nota de aplicación, un diseño de la aplicación de Skype se pueden obtener fácilmente y de prototipo. El kit MAX9860 EV y el software están disponibles bajo petición.
Skype es una marca registrada de Skype Limited Corporation.
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