AKM AK5704EN Evaluation Board Manual

[AKD5704-B]

<KM131301> 2019/03

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概要

AKD5704-Bは、PLL＆MICアンプ内蔵、4チャネル32ビットA/Dコンバータ、AK5704の評価用ボードです。

デジタルインタフェースにも対応しており、光コネクタ、またはUSBを介してデジタルオーディオ機器とイ

ンタフェース可能です。

 オーダリングガイド

AKD5704-B --- AK5704 評価用ボード

(コントロールソフトを同梱。)

機能

• アナログ入力用ミニジャック搭載

• 高性能MEMSマイク搭載

• デジタルオーディオインタフェース

- DITを搭載し、光コネクタによる出力が可能

- USBオーディオインタフェースを搭載し、USBによる出力が可能

• USB接続に対応したシリアルコントロールインタフェース

[Main Board]

5V

[+3.3V]

[+1.8V]

PIC18F4550

(USB Serial IF)

AK5704

VDD5V

REG

0V

GND

Mini

Jack

AIN1A+/DMDAT1

J6

AIN1A

AIN1A-

Mini

Jack

AIN1B+/DMCLK1

J5

AIN1B

AIN1B-

AIN2A+/DMDAT2

J4

AIN2A

AIN2A-

Mini

Jack

AIN2B+/DMCLK2

J3

AIN2B

AIN2B-

PORT3

CONTROL

USB

Micro

REG

[+3.3V]

I2C

AK5373

(USB-AUDIO)

EEP-

ROM

USB

Micro

PORT2

USB-AUDIO

AK4104

(S/PDIF)

TOS

LINK

PORT1

OPT-OUT

MCKI

BCLK

LRCK

MCKO

SDTO2

SDTO1

J1

J2

Mini

Jack

[Sub MIC Board]

AVDD

TVDD

VSS1/2

Xtal

Divider

24.576MHz

Level

Shifter

Level

Shifter

Level

Shifter

REG

[+3.3V]

Slide SW

Figure 1. AKD5704-Bブロック図

AK5704 評価用ボード Rev.0

AKD5704-B

[AKD5704-B]

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 電源の設定

(1) 電源ピン (J1, J2) から電源を供給する場合 <Default>

ジャンパピンの設定

→ ジャンパピンでショートする箇所

3.3V 使用時

1.8V 使用時

JP2

AVDD-SEL

3.3V

1.8V

AVDD-SEL

3.3V

1.8V

JP1

USB5V

電源の接続

Table 1. 電源の配線

Part No.

色

名称

供給電圧

内訳

J1

赤

VDD5V

+5V

レギュレータへの入力

J2

黒

GND

0V

グランド

(2) USB (PORT3) から電源を供給する場合

ジャンパピンの設定

→ ジャンパピンでショートする箇所

3.3V 使用時

1.8V 使用時

JP2

AVDD-SEL

3.3V

1.8V

AVDD-SEL

3.3V

1.8V

JP1

USB5V

電源の接続

Table 2. 電源の配線

Part No.

色

名称

供給電圧

内訳

J1

赤

VDD5V

Open

レギュレータへの入力

J2

黒

GND

Open

グランド

[AKD5704-B]

<KM131301> 2019/03

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 評価モード

1. 入力設定

(1) MEMSマイク入力の設定 <Default>

AKD5704-Bボードに接続されているMICボードを使用した評価が可能です。

J3, J4, J5, J6には何も接続しないでください。

→ ジャンパピンでショートする箇所

J6

AIN1A

JP10

1AGND

1ASEL

SE

DIFF

JP9

J5

AIN1B

JP8

1BGND

1BSEL

SE

DIFF

JP7

J4

AIN2A

JP6

2AGND

2ASEL

SE

DIFF

JP5

J3

AIN2B

JP4

2BGND

2BSEL

SE

DIFF

JP3

基板の接続

Main Board

MIC Board

CN1

CN101

CN2

CN102

CN3

CN103

CN4

CN104

CN5

CN105

CN6

CN106

[Main-Board]

U104

MIC1A

U103

MIC1B

U101

MIC2B

U102

MIC2A

CN101

CN102

CN103

CN104

CN105

CN106

[MIC-Board]

コネクタ接続対応表

Figure 2. AKD5704-B-SUB-MICボード接続図

Table 3. MEMSマイク、AK5704入力ピン対応表

MEMSマイク

AK5704入力ピン

U101

AIN2B+/-

U102

AIN2A+/-

U103

AIN1B+/-

U104

AIN1A+/-

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(2) アナログ入力の設定

必ず、MEMS-MIC基板を外して評価してください。

(1-1) ミニジャックを使用する場合(シングルエンド入力)

→ ジャンパピンでショートする箇所

J6

AIN1A

JP10

1AGND

1ASEL

SE

DIFF

JP9

J5

AIN1B

JP8

1BGND

1BSEL

SE

DIFF

JP7

J4

AIN2A

JP6

2AGND

2ASEL

SE

DIFF

JP5

J3

AIN2B

JP4

2BGND

2BSEL

SE

DIFF

JP3

(1-2) ミニジャックを使用する場合(差動入力)

→ ジャンパピンでショートする箇所

J6

AIN1A

JP10

1AGND

1ASEL

SE

DIFF

JP9

J5

AIN1B

JP8

1BGND

1BSEL

SE

DIFF

JP7

J4

AIN2A

JP6

2AGND

2ASEL

SE

DIFF

JP5

J3

AIN2B

JP4

2BGND

2BSEL

SE

DIFF

JP3

(3) デジタルマイク入力の設定

必ず、MEMS-MIC基板を外して評価してください。

下記テストピンに、デジタルマイクを接続してください。

Table 4. デジタルマイク接続用ピン

Test Pin名称

AK5704ピン名

対応ADC

DMDAT1

AIN1A+/DMDAT1

ADC1

DMCLK1

AIN1B+/DMCLK1

ADC1

DMDAT2

AIN2A+/DMDAT2

ADC2

DMCLK2

AIN2B+/DMCLK2

ADC2

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2. 出力設定

(1) S/PDIF光出力(OPT-OUT [PORT1])を使用する場合 <Default>

PORT1に光デジタルケーブルを接続してください。

AK5704のシステムクロックは、EXT Master Mode, BCLK=64fsに設定してください。

→ ジャンパピンでショートする箇所

JP18

USB-SDTI

JP15

USB-BCLK

JP14

USB-LRCK

JP17

SDTO-SEL

SDTO1

SDTO2

JP11

MASTER

* AK4104 に SDTO2 を入力する場合は、

JP17 の SDTO2 側をショートしてください。

JP12

MCKI-FREQ

XTAL

USB

JP13

MCKI

-SEL

JP16

MCKO-SEL

MCKO

USB

3.072

6.144

12.288

24.576

X1には24.576MHzの水晶発振器が実装されています。

上記設定は、fs=48kHz, MCLK=256fsの場合です。fs=96kHz, MCLK=256fsおよびfs=192kHz, MCLK=128fs

の場合は、JP11を “24.576” に設定してください。fs=24kHz, MCLK=256fsの場合は、JP11を “6.144” に設定

してください。fs=12kHz, MCLK=256fsの場合は、JP11を “3.072” に設定してください。

(2) USBデジタル出力(USB-AUDIO [PORT2])を使用する場合

PCとPORT2をUSBケーブルで接続し、AK5373を認識させてください。

サンプリング周波数は、PC上で設定します。マイク(AK5373)のプロパティを開き、詳細タブで既定の形式

からレートを選択してください。2ch, 16bit, 8kHz/11.025kHz/16kHz/22.05kHz/32kHz/44.1kHz/48kHzに対応

しています。

AK5704のシステムクロックは、EXT Slave Modeに設定してください。

→ ジャンパピンでショートする箇所

JP18

USB-SDTI

JP15

USB-BCLK

JP14

USB-LRCK

JP17

SDTO-SEL

SDTO1

SDTO2

JP11

MASTER

* AK4104 に SDTO2 を入力する場合は、

JP17 の SDTO2 側をショートしてください。

JP12

MCKI-FREQ

XTAL

USB

JP13

MCKI

-SEL

JP16

MCKO-SEL

MCKO

USB

3.072

6.144

12.288

24.576

(3) スイッチの設定

S1(5373-PDN): AK5373のパワーダウン

常に “H” 側(上方)に倒してください。

S2(ROM-WR): 未使用

常に左側に設定してください。

S3(RESET): AK5704、AK4104のパワーダウン

常に “H” 側(上方)に倒してください。

[AKD5704-B]

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(4) その他デフォルト設定

CL1(CAD): AK5704のCAD pinの設定

Open: I2C Chip Address = 0 (default)

Short: I2C Chip Address = 1

CL2(MCLK-OFF): 水晶発振器(X1) の出力Enable/Disable

Open: 出力Enable (default)

Short: 出力Disable

[AKD5704-B]

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コントロールソフトマニュアル

 評価ボードとコントロールソフトの設定

1. 評価ボードを各評価モードに従って設定し、電源を投入してください。

2. 評価ボードのPORT3 (CONTROL)とPC をUSB ケーブルで接続してください。

3. USBコントローラは、PC 上ではHID (Human Interface Device) として認識されます。

4. コントロールソフト (AK5704.exe) を立ち上げてください。

左下に “AKDUSBIF-B” と表示されず、“No Port” と表示されている場合は、PC とUSB ケーブルを再

度接続し直して[InitPort] ボタンを押してください。

5. [PDN:L]ボタンを押し、[PDN:H]と表示が変わることを確認してください。

AK5704とAK4104がリセット解除されます。

Figure 3. Window of Control Soft

[AKD5704-B]

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 操作説明

コントロールソフトでは、ファンクション機能、レジスタマップ操作を行うことができます。

これらは、上部のタブで切り替えられます。

頻繁に使用するレジスタ初期設定ボタン等は、切り替え画面の外側に配置されています。

1. [InitPort]: メインボード上のUSB ポートをリセットします。ソフト起動後、PC とUSB コント

ローラを接続した場合、このボタンをクリックしてください。

2. [CAD0/CAD1]: AK5704のCAD pin の制御を行います。

(コントロールソフトでCAD pinの制御を行う場合は、JP48 の設定を“PIC” に切り替えて

ください)

3. [Write Default]: AK5704レジスタを初期設定にします。

4. [All Read]: AK5704レジスタ値を全て読み出し、レジスタマップに表示します。

5. [All Write]: 現在レジスタマップに表示されているAK5704レジスタ値を、全て書き込みます。

6. [Script Save]: 現在の設定でScriptを保存します。

7. [Read]: 現在のレジスタを読み出し、"Address:Data" 下部の表示欄に "Address : Read値" を

表示します。[All Read] ボタンとは異なり16 進表示のみを行い、レジスタマップへの

反映は行いません。

8. [Init Board]: AK5704のリセットを行い、AK5704レジスタを初期設定にします。

9. [PDN:H]: AK5704、AK4118A PDN pinの制御を行います。

([PDN:H] → PDN pin = “H”, [PDN:L] → PDN pin = “L”)

10. [Close]: コントロールソフトを終了します。

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各タブ機能の説明

(1) [MainFunc] タブ: ファンクション機能

ウィンドウ内にある各ブロックを押すと、そのブロックの設定ウィンドウが開きます。表示されているセレ

クタは、直接選択することができます。ウィンドウ上部にある三種類のファンクションボタンで、ボタンに

記載されている機能のシーケンス処理を実行します。

Figure 4. [MainFunc] 画面

1 : AVDD動作モードの設定

2 : アナログ入力/デジタルマイク入力の選択(AIN1, AIN2)

3 : Single-ended入力/ Full-Differential入力の選択(AIN1A, AIN1B, AIN2A, AIN2B)

4 : Stereo/Monoの選択

5 : SDTO2出力、TDMIN入力の選択

6 : Slave/Masterの選択

7 : PLL Clock Source(MCKI/BCLK)の選択

8 : MCKI周波数の選択

9 : BCLK出力周波数の選択(Master Mode選択時のみ設定可能)

10 : サンプリング周波数の選択

11 : Master Clock Rateの選択

12 : Master Clock 出力の選択

13 : 各ピンのプルダウン抵抗Enable/Disable(BCLK, LRCK, TDMIN/SDTO2, MCKO, SDTO1)

14 : 各ブロックのPower Management

(PMAD1A, PMAD1B, PMAD2A, PMAD2B, PMPFIL1, PMPFIL2, PMVAD, PMPLL)

1

2

3

4

2

5

7

6

8

9

10

13

12

11

14

(1-1)

(1-3)

(1-2)

(1-4)

(1-5)

(1-6)

(1-1)

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(1-1) ADC, MIC Gain Setting

[MainFunc] 画面で、MicGainのブロックを押すと、[ADC, MIC Gain Setting] 画面が開きます。

MIC Gain, ADCおよびDigital MICのPower up/downや各種設定が可能です。

ADCのPower up前に、Function 画面で、必ずAVDD動作モードの設定を行ってください。

Figure 5. [ADC, MIC Gain Setting] 画面

[AKD5704-B]

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(1-2) Digital Function Setting

[MainFunc] 画面で、Delay, HPF, MIC Sensitivity Correctionのブロックを押すと、[Digital Function Setting]

画面が開きます。DelayやHPFまたMIC Sensitivity の設定が可能です。

Figure 6. [Digital Function Setting] 画面

[AKD5704-B]

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(1-3) Mixer, HPF, LPF Setting

[MainFunc] 画面で、MIX1, MIX2, HPF1 LPF1, HPF2 LPF2のブロックを押すと、[Mixer, HPF, LPF Setting]

画面が開きます。Mixerやプログラマブルフィルター(HPF, LPF)のPower up/downや各種設定が可能です。

Figure 7. [Mixer, HPF, LPF Setting] 画面

PFTHR1/2 bit, PFSDO1/2 bit は、MainFunc 画面からでも直接切り替え可能

[AKD5704-B]

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(1-4) ALC Setting

[MainFunc] 画面で、ALC1, ALC2 のブロックを押すと、[ALC Setting] 画面が開きます。プログラマブルフ

ィルターのPower up/downやALCの各種設定が可能です。

Figure 8. [ALC Setting] 画面

[AKD5704-B]

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(1-5) VAD Setting

[MainFunc] 画面で、VAD, VAD Delay のブロックを押すと、[VAD Setting] 画面が開きます。VADのPower

up/downや各種設定が可能です。

Figure 9. [VAD Setting] 画面

VADSEL bit, VAS/VBS bits, VADOE bit は、MainFunc 画面からでも直接切り替え可能

[AKD5704-B]

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(1-6) Audio I/F Setting

[MainFunc] 画面で、Audio I/F のブロックを押すと、[Audio I/F] 画面が開きます。Audio I/Fの各種設定が可

能です。

Figure 10. [Audio I/F Setting] 画面

[AKD5704-B]

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(2) [Script] タブ: スクリプト機能

スクリプトファイルを実行するためのタブです。[Refer] ボタンを押し、スクリプトファイルを選択する

と、プログラムは自動的に実行されます。[Repeat]ボタンをクリックすると、選択したスクリプトファイル

が再度実行されます。

Figure 11. [Script] 画面

Table 5. スクリプト命令一覧

Command

Notation

Description

[SCRIPT]

-

スクリプトファイルのヘッダーです。データエラーはこのヘ

ッダーなしには検出されません。

; Comment

-

“;” に続く行は、コメントとして認識され、無視されます。

RI:H or RI:L

H or L

PDN pin を制御します。

RI:H: リセット解除 (PDN pin = “H”)

RI:L: リセット (PDN pin = “L”)

T, <wait>

ex) T, 50ms

base 10

(DN)

待ち時間を設定します。

例) 50ms待ち時間

W: <address>, <data>

base 16

(HEX)

レジスタ書き込みを実行します。

Address: 1 byte

Data: 1 byte

[AKD5704-B]

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(3) [RegMap] タブ: レジスタマップ

AKA5704レジスタの書込み、読み込みを行います。

レジスタマップの各ビットは押しボタンとなっていて、押したタイミングでレジスタが更新されます。

“1”: ボタンDown 状態、赤字表示

“0”: ボタンUp 状態、青字表示

データシートで定義されていないbitは、“---” で表示されます。

Figure 12. [RegMap] 画面

n0H-nFH (n= 0 ~ 4): 表示されている範囲のアドレスマップに移動します。

Write: 対象アドレスの[RegWrite] 画面が開きます。複数 bitを同時に変更することができます。

Read: 対象アドレスの設定値を読み出し、レジスタマップに反映します。

Register Setting

[AKD5704-B]

<KM131301> 2019/03

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測定結果

[測定条件]

- Measurement unit : Audio Precision, SYS-2722

- Master Clock : 256fs (12.288MHz@48kHz, 24.576MHz@96kHz),

128fs (24.576MHz@192kHz)

- Sampling Frequency : 48kHz, 96kHz, 192kHz

- Resolution : 24bit

- Measurement Mode : External Master mode

- Power Supply : AVDD=3.3V (Regulator), TVDD=1.8V (Regulator)

- Input Signal : 1kHz (Sine wave)

- Measurement Frequency : 20 ~ 20kHz@48kHz, 20 ~ 40kHz@96kHz, 20 ~ 40kHz@192kHz

- Temperature : Room

[測定結果]

Parameter

Result

Unit

Lch

Rch

ADC Analog Input Characteristics:

AIN1A+/AIN1A- pins (Single-ended Input) → ADC1 → SDTO1

MGAIN = 0dB

THD+N (-1dBFS)

fs=48kHz, BW=20kHz

-97.8

-97.5

dB

fs=96kHz, BW=40kHz

-95.7

-95.9

dB

fs=192kHz, BW=40kHz

-95.7

-96.0

dB

Dynamic Range (-60dBFS, A-Weighted)

104.5

dB

S/N (A-weighted)

104.5

dB

MGAIN = +18dB

THD+N (-1dBFS)

fs=48kHz, BW=20kHz

-90.9

-90.4

dB

fs=96kHz, BW=40kHz

-89.6

-89.1

dB

fs=192kHz, BW=40kHz

-89.6

-89.3

dB

Dynamic Range (-60dBFS, A-Weighted)

-96.0

-95.9

dB

S/N (A-weighted)

-96.0

-95.9

dB

[AKD5704-B]

<KM131301> 2019/03

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[Plot Data]

1. ADC1 (AIN1A+/AIN1B+  ADC1  SDTO1) (0dB)

1-1. fs=48kHz

Figure 13. FFT (Input level= -1dBFS)

Figure 14. FFT (Input level= -60dBFS)

Figure 15. FFT (No Signal)

[AKD5704-B]

<KM131301> 2019/03

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Figure 16. THD+N vs. Input Level

Figure 17. THD+N vs. Input Frequency

Figure 18. Linearity

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