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主流線技術(shù)分享丨常見的音頻接口有哪些?

來(lái)源:主流線        編輯:lsy631994092    2022-06-09 10:05:12     加入收藏

在智能硬件和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,經(jīng)常遇到聲音的傳輸。本文主要講一下最常用的音頻接口,以及使用場(chǎng)景。主要分類:模擬、數(shù)字模擬音頻,就是功放輸出的,驅(qū)動(dòng)...

  在智能硬件和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,經(jīng)常遇到聲音的傳輸。本文主要講一下最常用的音頻接口,以及使用場(chǎng)景。

  主要分類:模擬、數(shù)字

  模擬音頻,就是功放輸出的,驅(qū)動(dòng)音箱和喇叭的音頻。模擬麥克風(fēng)采樣回來(lái)的數(shù)據(jù)也是模擬音頻。通常會(huì)有單端或差分兩種信號(hào)。

  數(shù)字音頻,不能直接驅(qū)動(dòng)喇叭,必須要通過DAC轉(zhuǎn)換成模擬音頻,才能發(fā)出聲音來(lái)。數(shù)字音頻的接口比較多,目前較為通用的是I2S、PCM、PDM和TDM接口。

  什么時(shí)候用模擬的?

  在智能硬件產(chǎn)品中,模擬音頻主要用在:喇叭播放聲音、Line-in外接音源、麥克風(fēng)輸入等。設(shè)備外的音頻傳輸一般使用模擬信號(hào)。

  通常看到的音頻波形,都是模擬音頻,能夠和聲音實(shí)際的波動(dòng)完全對(duì)應(yīng)起來(lái)。

  當(dāng)前有不少音頻產(chǎn)品使用D類音頻功放,輸出波形看起來(lái)是方波,但實(shí)際上還是屬于模擬音頻類型的。是高頻載波疊加的模擬音頻的波形,經(jīng)過LC濾波之后能夠還原成模擬音頻波形。

  如下圖,下半部分是D類功放輸出的方波狀的音頻信號(hào),上半部分的正玄波是還原出來(lái)的模擬音頻波形。

  ▲D類功放輸出的方波狀的模擬音頻信號(hào)

  什么時(shí)候用數(shù)字接口?

  智能硬件產(chǎn)品的設(shè)備內(nèi)音頻傳輸,采用I2S、PCM、TDM、PDM等數(shù)字接口。

  I2S速度快,專門用于傳音樂。

  從MCU往Codec傳音樂數(shù)據(jù),一般使用I2S。包含主時(shí)鐘、左右聲道時(shí)鐘、正反兩根數(shù)據(jù)線。

  如下圖的I2S接口的時(shí)序,最典型的特征是LRCLK,用于區(qū)分左右聲道的時(shí)鐘。

  ▲I2S接口的時(shí)序

  PCM/TDM,主要用來(lái)傳語(yǔ)音

  這里講的PCM不是PCM編碼,而是PCM接口。和I2S差不多,也是4根線,通常用于AP處理器和通信MODEM之間傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)(就是雙向打電話的數(shù)據(jù))。

  AP處理器和藍(lán)牙之間也是通過PCM來(lái)傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù),打電話的藍(lán)牙數(shù)據(jù)走的是PCM,放音樂的藍(lán)牙數(shù)據(jù)走的是串口(不是PCM)。

  I2S只能傳2個(gè)聲道的數(shù)據(jù),PCM可以傳多達(dá)16路數(shù)據(jù),采用時(shí)分復(fù)用的方式,就是TDM。像現(xiàn)在最流行的語(yǔ)音智能音箱的7麥克風(fēng)矩陣,一般都是用TDM來(lái)傳的數(shù)據(jù),同時(shí)可以傳輸7路麥克風(fēng)輸入和3路以上的音頻反饋信號(hào)。

  如下圖是某智能音箱,7個(gè)麥克風(fēng)通過5個(gè)ADC,接入一組TDM接口上,傳輸給AP處理器。

  ▲某智能音箱TDM接口(局部)

  PDM,只有2根線,傳音樂,編碼方式和I2S不同。

  很多數(shù)字麥克風(fēng)使用的PDM接口,有數(shù)據(jù)和時(shí)鐘兩根線。PDM接口和I2S最大的區(qū)別是編碼方式不同。

  ▲PDM和I2S接口的數(shù)字麥克風(fēng)

  其他數(shù)字接口:USB

  除了上述幾個(gè),在很多外接的音頻模塊上,用的是USB音頻。

  像科大訊飛的多mic降噪模塊,用的就是usb接口,方便調(diào)試。

  但是萬(wàn)變不離其宗,不管用的什么接口,傳輸?shù)亩际荘CM或者PDM編碼的數(shù)字音頻。

  *圖文來(lái)源于:燚智能

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