Paso 2: El principio
2.1 Audio digital de
2.1.1 conceptos básicos digitales de Audio
Los principios básicos y métodos de tecnología de procesamiento digital de audio es utilizar ADC, el convertidor análogo digital, tomar muestra, cuantificar, codificar y convertir la señal de audio analógica en datos digitales y los archivos para ser salvos. Por supuesto, durante la reproducción, los datos digitales pasan por el convertidor analógico digital DAC para restaurar la forma de señal de analogía para ser jugado hacia fuera por el dispositivo de sonido.
Dependiendo de la gama de aplicación de la audioseñal, varía la frecuencia de muestreo y la precisión de la cuantificación de la 0ADC digital audio analógico. La siguiente tabla muestra el común estándar:
Como se puede ver en la tabla anterior, según el teorema de muestreo, para señal de audio con diferentes cualidades, la frecuencia de muestreo ADC audio digital es dos veces la máxima frecuencia señal analógica. Además, la mayor calidad de sonido que requiere, los bits de cuantización de ADC más alto. De hecho, el oído humano no puede distinguir cambios de precisión del nivel de 1/256 (8), pero la calidad de sonido de CD se utilizan 16 bits de cuantificación, precisión 1/65536. Al parecer, la mejor calidad de sonido tiene un audio digital, cuanto mayor sea la cantidad de datos tiene que enfrentar. En cuanto a una segunda señal de audio, cuando es una calidad de nivel de teléfono digital de que audio, la cantidad de datos es 8 bytes k con cada byte almacenan el valor del nivel de un punto de muestreo. Para obtener un sonido digital de calidad CD-nivel, la cantidad de datos para cada segundo es 88.2 k; esa cantidad es 176,4 k para un estéreo de dos canales.
El archivo de datos de audio digital más típico es el WAV, que es sobre todo mediante el PCM original codificación para almacenar los datos en bruto para cada punto de muestreo. Sin compresión, ahora tenemos una tarjeta de sonido (integrada o independiente) con el puerto de construir-en el micrófono, con el apoyo de plataforma de WINDOWS, podemos grabar, es decir, convertir el sonido en audio digital y guardarlo en el ordenador. Y este archivo que hemos guardados, archivo de formato WAV. Por lo tanto, cuando seguimos la velocidad de frecuencia de muestreo para leer los datos de audio uno por uno, el archivo se convierte en señal analógica por DAC, por lo tanto, el sonido puede ser representado.
2.1.2 la onda formato introducción
Formato WAVE (extensión: wav) es uno de los formatos de audio básicos utilizados en audio digital multimedia, que se basa en formato RIFF como un estándar. RIFF es corto de recursos intercambio archivo formato. Los primeros cuatro bytes de cada archivo es "RIFF".
Archivos están compuestos de varios pedazos (bloques). Según sus posiciones en el archivo, son: pedazo de RIFF onda pedazo de formato, pedazo de hecho (opcional), pedazo de datos, pedazo de lista (opcional), etc.. De todos los mencionados, excepto para el pedazo de RIFF WAVE, formato pedazo, pedazo de datos, los otros son opcionales.
2.1.3 obtener datos de Audio PCM de WAV archivos
En PC hay muchos archivos en formato WAV. De hecho, todo tono pronto WINDOWS utiliza archivos en formato WAV. Sin duda podemos crear cualquier archivo de audio que necesitamos con el software en el PC. En los materiales nos proporcionan un archivo WAV "microcontroller.wav hablando" para los lectores. Puede utilizar el software WINHEX para ver el contenido específico del archivo en formato binario (aparece como hexadecimal). La imagen siguiente explica cómo mostrar el contenido del archivo mediante INHEX.
Según la introducción anterior del archivo de audio formato WAV, usted puede encontrar la parte de datos de audio. Los trozos se han marcado en la imagen siguiente, y se han enumerado los parámetros.
2.2 PWM
2.2.1 Introducción
PWM, es abreviatura de "Pulse Width Modulation". En realidad es un
tecnología muy eficaz en el campo del uso de microprocesador para el control de los circuitos analógicos, ampliamente utilizado en la medición, comunicación, control de la alimentación y conversión y muchos otros campos.
2.2.2 generación de PWM
La función más común del microcontrolador es sincronización. Es un simple
temporizador interno, cuando se incremento a un determinado valor, vuelve a cero. PWM genera de estas alarmas, salidas de alto nivel mediante el perno externo. Cuando el temporizador llega a cero y el nivel bajo de salida alcanza otro valor, puede invertir los dos valores. Por este método, usted puede hacer el pin de salida permanecen en un nivel alto dentro de un tiempo determinado, en vez de cambiar sus códigos manualmente. Si salida pin a través de un filtro de paso bajo, puede obtener la media.
2.2.3 realización de la función del ADC
El resistor R y el condensador C en el PWM de salida pines simplemente constituyen un circuito integrador. Cuando filtrar de alta frecuencia para obtener alisado, puede obtener la salida de audio analógico en la salida de audio. Aquí, el ejemplo que nos proporcionan, para un archivo wav, ya que la frecuencia PWM generada es 8 kHz, la salida PWM señales contiene muchos componentes de la señal de alta frecuencia: mayor de 8k. Por lo tanto, la frecuencia de corte del filtro paso bajo integrado por el resistor R y el condensador C debe ser alrededor de 6 kHz para filtrar señales con alta frecuencia de más de 8 k, sólo para conservar las señales analógicas con una frecuencia menor de 4 kHz.
La frecuencia de corte del filtro paso bajo se compone de la resistencia y
el condensador se calcula por la fórmula: F = 1/2∏RC. Introducción de los números, aquí es lo que obtenemos: 1 / (2 * 3.1415 * 2700 * 0.00000001) = 5897.6 Hz. Por lo tanto, cuando R = 2.7 k, C = 0.01uF, la frecuencia de corte del filtro es de aproximadamente 5,9 kHz.
