家用数字音频处理器设计及实现
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一款发烧DAC音频解码器的设计与制作摘要:随着数字音频时代的来临,数字音源也不断丰富,然而这些数字音频设备内建的DAC采用一体化设计,易受干扰,解码出来的声音并不尽人意。
一般的数字音源如CD、DVD、网络机顶盒等都配备了光纤和同轴输出接口,把数字音频信号绕开机内的DAC,直接送到专门的音频解码器,由专门的解码器完成D/A转换,实现声音的高保真重放。
本文本着hi-fi的设计原则,设计一款立体声DAC音频解码器,由LM317、TL431组成多路甲类并联稳压供电,采用经典的高性能的CS8412-CP负责数字信号的接收与解调、DF1700P数字滤波、R-2R架构的PCM1702-K做D/A转换、挑选发烧运放担任I/V和LPF,完成数字信号的接收并转换成高保真的音频信号,再通过一级电子管校音线路,输出驱动信号可以直接推动后级的甲类晶体管功放。
实现hi-fi 效果的重放。
关键词:DAC音频解码器 PCM1702-K 电子管校音高保真甲类并联稳压1. 引言:一些低中档数字音源输出的音频声音生硬,数码声重,音质刺耳烦躁,不耐听,满足不了音响发烧友的听觉需求。
主要是因为这些机器内建的音频DAC性能差,模拟滤波、放大器件普通,供电也过于简单造成。
好在这些机器一般都配有光纤或者同轴输出端口,提供数字音频信号输出,供高档的DAC音频解码还原高保真的声音。
有动手能力的烧友都喜欢DIY一台高性能的DAC音频解码器以重放hi-fi的音响效果,满足自己的听觉需求。
2. DAC音频解码器电路的设计2.1 DAC音频解码器电路组成DAC音频解码器由数字信号接收器、数字滤波器、D/A转换器、I/V转换器、LPF滤波器将数字音频还原还原成模拟音频信号,再通过电子管组成的和田茂氏线路校音、开机延迟吸合电路控制输出模拟音频信号推动后级功放。
电路的组成及其信号流如图1:图1 DAC音频解码器组成及信号流程2.2 数字信号接收与音频解码电路数字信号的接收与解码电路关系到音频信号还原的质量,想要得到高保真的声音,必需采用高性能的器件担当音频DAC解码的重任,这是重点部分,电路原理图见图2,下面对其原理作进一步的分析:2.2.1 数字信号接收器数字信号接收采用美国CRYSTAL公司的带有PLL的解调芯片CS8412-CP担任,能自动识别32K-48K采样率。
现在数字音频处理器越来越多地运用到工程当中了,对于有基础有经验的人来说,处理器是一个很好用的工具,但是,对于一些经验比较欠缺的朋友来说,看着一台处理器,又是一大堆英文,不免有点无从下手。
其实不用慌,我来介绍一下处理器使用步骤,以一个2进4出的处理器控制全频音箱+超低音音箱的系统为例1、首先是用处理器连接系统,先确定好哪个输出通道用来控制全频音箱,哪个输出通道用来控制超低音音箱,比如你用输出1、2通道控制超低音,用输出3、4通道控制全频。
接好线了,就首先进入处理器的编辑(EDIT)界面来进行设置,进入编辑界面不同的产品的方法不同,具体怎么进入,去看说明书。
2、利用处理器的路由(ROUNT)功能来确定输出通道的信号来自哪个输入通道,比如你用立体声方式扩声形式,你可以选择输出通道1、3的信号来自输入A,输出通道的2、4的信号来自输入B。
信号分配功能不同的产品所处的位置不同,有些是在分频模块里,有些是在增益控制模块里,这个根据说明书的指示去找。
3、根据音箱的技术特性或实际要求来对音箱的工作频段进行设置,也就是设置分频点。
处理器上的分频模块一般用CROSSOVER或X-OVER表示,进入后有下限频率选择(HPF)和上限频率选择(LPF),还要滤波器模式和斜率的选择。
首先先确定工作频段,比如超低音的频段是40-120赫兹,你就把超低音通道的HPF设置为40,LPF设置为120。
全频音箱如果你要控制下限,就根据它的低音单元口径,设置它的HPF大约在50-100Hz,。
处理器滤波器形式选择一般有三种,bessel,butterworth和linky-raily,我以前有帖子专门说明过三种滤波器的不同之处,这里不赘述。
常用的是butterworth和linky-raily两种,然后是分频斜率的选择,一般你选24dB/oct就可以满足大部分的用途了。
4、这个时候你需要检查一下每个通道的初始电平是不是都在0dB位置,如果有不是0的,先把它们都调到0位置上,这个电平控制一般在GAIN功能里,DBX的处理器电平是在分频器里面的,用G表示。
基于DSP的数字音频处理器的设计作者:夏海旻来源:《中国新技术新产品》2016年第09期摘要:在目前的广播电视播出节目中,既包含直播节目,也包含录播节目,其中直播节目占了相当大的比例,而且不同制作单位提供的节目源的音频电平大小、响度很难统一,严重影响到后续传输和发射的正常工作,用户在收听的时候也会出现声音时大时小的现象。
因此必须对发射机前端的节目信号进行处理,这个任务就由音频处理器来完成。
本文提出一种基于DSP的数字音频处理器的设计方案,可以统一校准不同信号源信号电平的大小,同时提升发射机的平均调幅度。
关键词:数字音频处理器;AGC(自动增益控制)中图分类号:TN912 文献标识码:A1 引言本设计是采用先进DSP技术开发的数字音频处理平台,可以自动处理各类不同的音频信号,经过处理后的音频信号峰值电平对称,有效电平平稳,可以实现用户需求的处理结果,可以提升节目信号的指标,避免终端设备产生过调,从而保证了设备的安全,同时可以明显提高播音的效果。
可广泛应用于各种中、短波调幅发射机系统。
其实现的功能可分为幅度处理、节目处理和采样率及精度处理四大方面。
2 数字音频处理器的主要功能介绍音频处理分为电平处理和能量处理。
电平处理的目的是为了使处理后的节目电平在基本上保持原来动态范围的条件下,维持输出电平恒定(在某一范围内保持)。
这种处理常用在调频广播和电视广播处理中。
电平处理起到自动调节电平的作用,但是对节目的动态范围不会产生很大的影响,而能量处理的特点就是可以压缩信号的动态范围,降低峰平比,调制发射机后表现为平均调幅度的提高,提升发射的边带能量。
能量的处理在调幅广播中应用很广泛。
(1)自动增益控制(电平处理)使用自动增益控制(AGC)模块来均衡输入音频信号的总电平(浮动电平),达到控制节目信号平均调幅度的目的。
AGC具有一个噪声门限比较功能,如果输入信号没有达到门限,AGC将不会动作,这样可以避免在无信号时出现噪声突然增大的情况。
Meloarte®-数字音频扩声解决方案在任何一种有音频的场所其扩声是非常重要的。
多功能扩声系统设计上要满足观众席处要有适合的响度、均匀度、清晰度和丰满度,不得出现噪声、颤动回声和声聚焦等影响音质的缺陷。
在设计上我们充分考虑到系统的兼容性,需要一套系统满足各种会议扩声要求的扩声标准,同时操控还能做到简单适用。
由于环境噪声的影响,使声源的传播距离减至更短。
为了将声源信号放大,提高听众区的声压,保证每位参会者能获得适当的声压级与会议质量,便可用电声技术进行扩声。
近年来,随着电子技术、电声技术的快速发展,扩声系统的音质有了极大的提高,在这些场合能满足人们对系统音质越来越高的需求。
会议系统作为特殊的音响系统,无论是何种应用形式,何种功能,会议进行中发言者讲话中的每一个字都必须毫不含糊清晰的被参会者所听到,因此在会议进行中高音质的声音还原特性才是真正的精华所在。
而音频处理器就是专门针对这一方面而设计的。
音频处理器又称为数字处理器,是对数字信号的处理,其内部的结构普遍是由输入部分和输出部分组成。
它内部的功能更加齐全一些,可拖拽编程的处理模块,可以由用户自由搭建系统组成。
一台数字音频处理器取而代之是N多台的周边音频处理设备以及繁琐的布线。
数字音频处理器应用※公检法(院)----Meloarte®-数字音频处理器、手拉手会议主机以及电源时序器的应用公检法是公安局、检察院、法院的简称,是履行政府职能部门的行政中心,开展各项审批组织工作、监督管理、指导服务、投诉和监督等为一体的人民行政机关。
对于法院机关进行开庭审判,要求各个拾音点做到高拾音、高保真、互不干扰、并能通过总线进行集体管理和控制,不回溯啸叫,对此采用数字音频处理器不再担心审判官站立宣布审判结果同样有高感度的拾音距离和声音效果。
※酒店会议室----Meloarte®-数字音频处理器、无线话筒接收主机已经电源时序器的应用星级酒店作为迎宾接客的高级场所,其多功能宴会厅尤为突出,为了更好更完美的体现星级酒店特色,因此对酒店多功能宴会厅的AV系统是重中之重,特别是对不同场景设计是关键;对于多功能的星级酒店会议室采用数字音频处理器可以预存多种模式(如:会议模式、舞台模式、集会模式、报告模式等),进行某种模式只需在软件界面通过PC一键切换即可,完全杜绝啸叫回馈声。
家庭数字音乐播放器的设计与实现
近年来,通过网络聆听音乐,越来越多的受到大众的追捧。
网络音乐以其更新速度快,海量的歌曲,个性化的定制,时尚的风格,吸引了越来越多的消费者和众多商家的关注。
但目前市场上主流的音乐播放器都是运行在PC (personal computer)上的,而且由于大部分网络音乐文件为压缩后的有损音乐文件,与无损的音乐文件相比,在音乐品质上存在一定差异。
基于以上两点不足,本课题定位的目标用户是在拥有家庭网络的家庭环境中不使用或者不愿长时间使用PC但热爱聆听音乐的用户和对音乐品质要求极高的音乐发烧友,为这些用户量身定做家庭数字音乐播放器。
本课题的研发正是基于上述背景,研发支持无线网络的家庭数字音乐播放器。
在本文中,笔者主要做了以下工作:(1)项目前期本文作者对嵌入式播放器软件的架构、音乐元数据、MVC(Model-View-Controller)开发模式、CD抓轨技术做了深入细致的调查,在技术层面对播放器系统的开发做了充足的准备。
(2)在系统设计阶段,笔者全程参与了家庭数字音乐播放器系统网络连接模块、歌曲管理模块、电台模块、系统设置模块、图形界面模块的设计工作。
在设计过程中注重于系统架构的便捷性与拓展性。
(3)完成了家庭数字音乐播放系统中音乐导入子模块,专辑管理子模块,系统设置模块的实现工作。
最后文章对家庭数字音乐播放器系统做出了总结,指出目前的缺点和不足,并对未来的开发工作做出了展望。
现在数字音频处理器越来越多地运用到工程当中了,对于有基础有经验的人来说,处理器是一个很好用的工具,但是,对于一些经验比较欠缺的朋友来说,看着一台处理器,又是一大堆英文,不免有点无从下手。
其实不用慌,我来介绍一下处理器使用步骤。
以一个2进4出的处理器控制全频音箱+超低音音箱的系统为例:1、首先是用处理器连接系统,先确定好哪个输出通道用来控制全频音箱,哪个输出通道用来控制超低音音箱,比如你用输出1、2通道控制超低音,用输出3、4通道控制全频。
接好线了,就首先进入处理器的编辑(EDIT)界面来进行设置,进入编辑界面不同的产品的方法不同,具体怎么进入,去看说明书。
2、利用处理器的路由(ROUNT)功能来确定输出通道的信号来自哪个输入通道,比如你用立体声方式扩声形式,你可以选择输出通道1、3的信号来自输入A,输出通道的2、4的信号来自输入B。
信号分配功能不同的产品所处的位置不同,有些是在分频模块里,有些是在增益控制模块里,这个根据说明书的指示去找。
3、根据音箱的技术特性或实际要求来对音箱的工作频段进行设置,也就是设置分频点。
处理器上的分频模块一般用CROSSOVER或X-OVER表示,进入后有下限频率选择(HPF)和上限频率选择(LPF),还要滤波器模式和斜率的选择。
首先先确定工作频段,比如超低音的频段是40-120赫兹,你就把超低音通道的HPF设置为40,LPF设置为120。
全频音箱如果你要控制下限,就根据它的低音单元口径,设置它的HPF大约在50-100Hz,。
处理器滤波器形式选择一般有三种,bessel,butterworth和linky-raily,我以前有帖子专门说明过三种滤波器的不同之处,这里不赘述。
常用的是butterworth和linky-raily两种,然后是分频斜率的选择,一般你选24dB/oct就可以满足大部分的用途了。
4、这个时候你需要检查一下每个通道的初始电平是不是都在0dB位置,如果有不是0的,先把它们都调到0位置上,这个电平控制一般在GAIN功能里,DBX的处理器电平是在分频器里面的,用G表示。
数字音频处理器的原理及使用方法作者:***来源:《卫星电视与宽带多媒体》2021年第14期【摘要】本文就音頻处理器的原理及如何合理有效地使用音频处理器进行了阐述。
【关键词】数字音频处理;多频段压缩;削波失真;响度随着科学技术的不断发展,广播节目从采编、制作到传播、发送,都使用了先进的技术设备,节目的质量也大为提高。
音频处理器就是广播传输系统环节中关键设备之一,它对播音质量的影响起了一定举足轻重的作用。
一般情况下,广播技术人员关心的主要是发送天线与网络的匹配情况,广播发射机的三大技术指标以及音频光信号在传输过程中的噪音和衰耗问题,而常常忽视音频处理器的工作或设置的状况,现根据我们在实际工作中的一些使用经验,和大家探讨一下如何合理地掌握和使用音频处理器的方法。
1. 数字音频处理器的工作原理和使用要求以10千瓦DAM中波发射机为例,发射机的数字音频处理系统主要由音频处理器板、模拟输入(有浮动载波的)板、模数转换器板、循环调制编码板、直流稳压电源板等组成。
由音频处理器板将输入的600Ω平衡音频信号加以处理(主要完成音频限幅)后送入模拟输入板,经过模拟输入板将压缩(限幅)后的音频信号进一步处理,将一个含有直流分量的音频信号送给模数转换板(直流分量决定发射机的载波功率,音频分量决定发射机的调幅度)和直流稳压电源(B-电源)板。
该信号经模数转换后形成一个12位的数字音频信号并经循环调制编码板编码后产生48个功放单元的开关信号。
模数转换板还产生一个大台阶同步信号去控制模拟输入板上的抖动信号发生器,使系统的噪声最小。
1.1 数字音频处理器的基本原理我们现使用的数字音频处理器板,能借助减小动态范围的方法来抑制噪声,该电路由音频阻抗变换器、压缩器、窗口比较器、线性检波器、音频放大器、低通滤波器和输出阻抗变换器等几部分组成。
在性质上包括了对节目信号的压缩、峰值限制与削波、多频段压缩和频率可选择的限制及均衡功效。
U8(NE570)与和它相关的器件组成压缩器,压缩是一种降低声音动态范围的处理方式,它的作用是在输入信号小于门限值(起限电平)时放大,而信号超过时使输出幅度恒定。
家用数字音频处理器设计及实现
随着现代社会科技的不断发展,数字音频处理已成为人们日常生活不可或缺的
一部分。
从电视广告到电影画面、从音乐节目到演唱会,音频处理器在营造声音效果方面发挥着重要作用。
在家庭娱乐方面,数字音频处理器更是广受家庭用户的青睐。
在这篇文章中,我们将探讨如何设计出一款家用数字音频处理器并加以实现。
一、了解数字音频处理器
数字音频处理器是一种可以对音频数据进行数字化处理和编程的设备。
它可以
通过对音频信号进行滤波、合成、增益、降噪、混响、Equalizer等处理来改变音
频的声音特性,从而营造出更加饱满丰富的音效。
数字音频处理器在音乐录音制作、电影电视后期制作、家庭娱乐、小型演出等方面都有着广泛应用。
二、数字音频处理器设计
在数字音频处理器设计上,我们需要充分考虑到其性能、功能、外观和便携性。
下面,我们将从这几个方面来详细介绍数字音频处理器的设计要点。
1. 性能与功能设计
为了保证数字音频处理器具有良好的性能和功能,我们需要选择优质的处理器、DAC芯片和其他各种相关的配套电子元器件。
最好的处理器芯片能够帮助我们实
现高品质的音频处理。
DAC芯片则可将数字音频信号转化为模拟音频输出,并且
必须保证其带宽、信噪比、失真度等参数以达到最佳的音质效果。
此外还需要考虑各种音频处理的算法,如滤波、混响、降噪、Equalizer等。
我
们需要在芯片的选型、算法的选用和软硬件的开发中进行相应的考虑,以实现更好的音效效果。
2. 外观设计
外观设计是数字音频处理器非常重要的一部分。
这里我们可以参考其他著名品
牌的设计,以使得自己的产品更具有竞争力和市场吸引力。
外观设计上,我们需要考虑以什么样的形态来呈现我们的产品。
时尚舒适的圆
形外观或者散热性良好、厚度轻薄的方形设计,都可以根据用户需求来考虑。
3. 便携设计
便携性设计是数字音频处理器在家庭娱乐领域非常关键的一点。
因为数字音频
处理器有许多应用场景,包括:家庭电视、电脑、DJ调音台等。
所以,数字音频
处理器也必须具备便携性,以方便用户的移动和使用。
为此,我们需要在设计时考虑到产品的重量和大小,并在便携设计上配置一些
特殊的控制功能,如一键式控制器等等。
三、数字音频处理器实现
在实现方面,我们需要考虑适当的硬件比例和系统设计。
数字音频处理器系统
必须包括一个高性能的处理器,如ARM、DSP等,并配合存储芯片、放大器芯片等。
在硬件的选择中,我们要保证选用高质量的电子元件,并设计出优秀的电路板,以避免电路噪声等影响音质的因素。
在软件方面,我们需要编写相应算法的代码,并将其嵌入处理器内部,以实现
实时的数字音频处理。
音频侦测、过滤、特效等功能的实现,也要根据实际场景来进行切换和配置。
同时,在用户界面上,我们应该提供一个简单便捷的功能键,以便用户配置和
调整音频处理器的功能,调整音效参数等。
四、应用场景
我们已经可以设计并实现数字音频处理器了,接下来考虑一下其在家庭娱乐场
合的应用。
家庭影院:数字音频处理器可以提高影院内的音效效果,增强观看体验。
对于家庭影院来说,声音的质量是尤其重要的,因此数字音频处理器的作用不仅仅是性能提升,更起到了提升影院音质的效果。
家庭音乐播放:无论手机、电脑还是平板看电影或听音乐时,都可以使用数字音频处理器来提升音效,创造出氛围感极好的听觉体验。
小型KTV或DJ调音台:数字音频处理器配合声卡芯片和麦克风配件,可以轻松制造出跟音乐会一样的音效。
即使是没有音乐背景的设备,它也拥有着独特的音效效果。
五、总结
数字音频处理器是音频系统中不可或缺的一个部分,它可以帮助人们创建出更加优质、多样化、环绕立体的音效体验。
设计一款家用数字音频处理器不仅仅是单一的硬件组件,还涉及到诸多软硬件设计技术、算法、人机交互,甚至受限于细节配置的影响,因此在进行设计实现过程中,需要仔细斟酌每一部分的技术实现和用户需求,才能真正地达成完善的音频处理器。