面向非音頻專家的音頻信號鏈設(shè)計(jì)
從對應(yīng)用的重要性角度來研究音頻組件
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188337.htm在本文中,我們將開始對音頻產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行解碼,旨在找到適合于音頻應(yīng)用的最佳產(chǎn)品――并非越高級越好,而是以滿足產(chǎn)品要求為關(guān)鍵,就像手套要適合手一樣。
轉(zhuǎn)換器
音頻轉(zhuǎn)換器分為三大類:模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 以及集成于同一器件 (CODEC) 的 ADC 和 DAC。在軟件環(huán)境下,編解碼器與用于編碼和解碼 MP3 格式的軟件相類似。但在硬件環(huán)境下,它是一種連接模擬域的接口。
控制接口
控制接口多種多樣。一些簡單的轉(zhuǎn)換器一般使用硬件控制接口??刂埔_通常連接 VDD、GND 或 GPIO 處理器引腳。如果您的系統(tǒng)不會(huì)改變配置,或者您的處理器空間有大量的 GPIO,則這就是一種最簡單的開始方法。永久性硬件設(shè)置(在您設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)配置)會(huì)卸載掉您可能必須利用軟件控制轉(zhuǎn)換器寫入的一個(gè)多余軟件驅(qū)動(dòng)器。硬件驅(qū)動(dòng) ADC 和 DAC 的一些例子包括 PCM1803/ PCM1789。
軟件控制接口一般可由 I2C 或 SPI 串行端口來驅(qū)動(dòng),在一些微處理器和 DSP 上可以看到這些端口。在軟件模式中驅(qū)動(dòng)的一些器件通常擁有比其硬件控制版本更高的靈活性。軟件控制轉(zhuǎn)換器通常有一些內(nèi)部寄存器,可從某個(gè)外部源對這些寄存器進(jìn)行寫入操作。從總體系統(tǒng)解決方案的角度來看,一定程度地增加了混頻 (mix) 的復(fù)雜性。
盡管如此,還是有一些小技巧可以讓其更為簡單:您可以對您的“驅(qū)動(dòng)器”進(jìn)行寫入操作,以在運(yùn)行期間改變設(shè)置;您也可以轉(zhuǎn)存所有的配置或?qū)⒋a寄存到閃存中。這樣,在啟動(dòng)期間,將全部配置發(fā)送出加電串行端口。
動(dòng)態(tài)范圍、SNR 和 THD+N
用于衡量產(chǎn)品性能(不僅僅是轉(zhuǎn)換器,而且包括整個(gè)信號鏈)的音頻標(biāo)準(zhǔn)由音頻工程協(xié)會(huì) (AES) 定義:“AES17-1998 (r2004):數(shù)字音頻工程 AES 標(biāo)準(zhǔn)方法――數(shù)字音頻設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)(AES17-1991修訂版)”。
這些測試均基于滿量程(最大輸入/輸出)與背景噪聲水平的差。例如,使用一個(gè) 1 kHz 的滿量程以下 -60dB 的輸入,然后測量背景噪聲,從而實(shí)現(xiàn)信噪比 (SNR) 或動(dòng)態(tài)范圍(在轉(zhuǎn)換器中也是一樣的)的測試。就 THD+N 測量而言,工程師在滿量程以下 -1 dB 運(yùn)行測試設(shè)備 (DUT),然后進(jìn)行類似測量。我建議您下載 AES 文檔,并仔細(xì)閱讀一遍。
由于大多數(shù)輸出信號鏈均要求一個(gè)音頻轉(zhuǎn)換器和音頻放大器,而音頻放大器一般會(huì)帶來其自有的噪聲,因此需指定一種高出您要求的轉(zhuǎn)換器。CD 音質(zhì)常被稱作 96-dB 動(dòng)態(tài)范圍(實(shí)際數(shù)可能略高,但基本計(jì)算方法是比特?cái)?shù)乘以 6,即16 bits x6=96 dB)。
ADC 都很相似。在理想情況下,通過使用一款可將最高電平輸入信號變?yōu)榍『迷?ADC 滿量程輸入以下的輸入放大器就可獲得最佳質(zhì)量的輸入轉(zhuǎn)換。這樣便可得到轉(zhuǎn)換器的最佳 SNR 性能。
如何指定適合于您系統(tǒng)的音頻轉(zhuǎn)換器的相關(guān)信息資料,可訪問 TI E2E 社區(qū)論壇式討論音頻社區(qū),或者請參閱“為何要使用一款更好的DAC?”以及“了解卓越的專業(yè)音頻設(shè)計(jì):逐塊法”(兩篇文章均在“音頻DesignLine”)。
作者簡介
Dafydd Roche 現(xiàn)任 TI 高性能模擬產(chǎn)品部家庭娛樂和專業(yè)音頻產(chǎn)品市場營銷經(jīng)理。Dafydd 畢業(yè)于約克大學(xué) (University of York (UK)),他把在音頻和音樂制造方面的全部知識都傾注了他的工作中,從而有助于設(shè)計(jì)人員和消費(fèi)者獲得更清晰的輸入和更高的輸出!
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