用于音频数据传输的常见IC间数字接口
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I2S⾳频总线I2S⾳频总线学习(⼀)数字⾳频技术⼀、声⾳的基本概念声⾳是通过⼀定介质传播的连续的波。
图1 声波重要指标:1. 振幅:⾳量的⼤⼩2. 周期:重复出现的时间间隔3. 频率:指信号每秒钟变化的次数声⾳按频率分类:图2 声⾳的频率(语⾳信号频率范围:300Hz-3kHz)声⾳的传播携带了信息,它是⼈类传播信息的⼀种主要媒体。
声⾳的三种类型:1. 波形声⾳:包含了所有声⾳形式2. 语⾳:不仅是波形声⾳,⽽且还有丰富的语⾔内涵(抽象→提取特征→意义理解)3. ⾳乐:与语⾳相⽐,形式更规范。
⾳乐是符号化的声⾳。
⼆、声⾳的数字化1.声⾳信号的类型模拟信号(⾃然界、物理)数字信号(计算机)2.声⾳数字化过程图3 声⾳数字化过程3.声⾳数字化过程⽰意图图4 声⾳数字化过程⽰意图4.声⾳数字化三要素采样频率量化位数声道数每秒钟抽取声波幅度样本的次数每个采样点⽤多少⼆进制位表⽰数据范围使⽤声⾳通道的个数采样频率越⾼声⾳质量越好数据量也越⼤量化位数越多⾳质越好数据量也越⼤⽴体声⽐单声道的表现⼒丰富,但数据量翻倍11.025kHz22.05 kHz44.1 kHz 8位=25616位=65536单声道⽴体声5.声⾳数字化的数据量⾳频数据量=采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)采样频率(kHz)量化位数(bit)数据量(KB/s)单声道⽴体声(kHz)(bit)11.025810.7721.35 1621.5343.0722.05821.5343.07 1643.0786.1344.1843.0786.13 1686.13172.27三、⾳频的⽂件格式1.WAV⽂件WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形⽂件。
因未经压缩,⽂件数据量很⼤。
特点:声⾳层次丰富,还原⾳质好2.MP3⽂件MP3(MPEG Audio layer3)是⼀种按MPEG标准的⾳频压缩技术制作的⾳频⽂件。
浅谈数字音频接口作者:Purer(1)关于数字音频接口的基本知识“数字音频接口”是用来定义两个数字音频设备之间的数字接口协议的界标准格式,它分为家用的.专业的,电脑的三种格式:①家用的标准:S/PDIF(索尼/飞利浦数字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同轴或光缆,属不平衡式。
其标准的输出电平是0.5Vpp(发送器负载75Ω),输入和输出阻抗为75Ω(0.7-3MHz频宽)。
常用的有光纤.RCA和BNC。
我们常见的是RCA插头作同轴输出,但是用RCA作同轴输出是个错误的做法,正确的做法是用BNC作同轴输出,因为BNC头的阻抗是75Ω,刚刚好适合S/PDIF的格式标准,但由于历史的原因,在一般的家用机上用的是RCA作同轴输出。
②专业的标准:AES/EBU(美国音频工程协会/欧洲广播联盟数字格式),AES3-1992,平衡XLR电缆,属平衡式结构。
输出电压是2.7Vpp(发送器负载110Ω),输入和输出阻抗为110Ω(0.1-6MHz频宽)。
③电脑的标准:AT﹠T(美国电话电报公司)。
(2)关于各种接口的优点与缺点从单纯的技术的角度来说,光纤电缆是导体传输速度最快的,是一个极好的数据传输的接线,但是由于它需要光纤发射口和接收口,问题就是出在这里,光纤发射口和接收口的光电转换需要用光电二极管,由于光纤和光电二极管不可能有紧密的接触,从而产生数字抖动(Jitter)类的失真而这个失真是叠加的,因它有两个口(发射口和接收口)。
再加上在光电转换过程中的失真,使它是几种数字电缆中最差的。
但奇怪的是日本的机十分喜欢用光纤电缆,可能生产成本比同轴便宜。
同轴电缆是欧洲机喜欢用的,凡是有数字输出的都有同轴输出。
但从我的实际上的经验发现其数字接口的重要性并不亚于光纤发射口和接收口。
同轴输入和输出的传输方法有几种:(1)用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样。
(2)用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样,但在输入和输出端加上脉冲变压器,防止数字音源通过共模噪声抑的屏蔽线输入机内,输入和输出配接脉冲变压器,内外的“地”完全隔离。
i2s数据进行傅里叶变换傅里叶变换是一种数学工具,用于将一个信号或函数在时域(时间域)中的表达转换为频域(频率域)中的表达。
这种转换能够将一个信号分解成一系列简单的正弦和余弦函数的叠加。
在数字信号处理中,i2s数据也可以通过傅里叶变换进行分析和处理。
i2s(Inter-IC Sound)是一种用于在集成电路之间传输音频数据的串行接口。
它通常用于连接音频解码器、音频编解码器和数字音频处理器等设备。
i2s数据包含了音频信号的数字表示,通过对其进行傅里叶变换,可以获得音频信号在频域上的表达。
首先,我们需要了解傅里叶变换的基本原理。
傅里叶变换将一个信号分解为一系列正弦和余弦函数,这些函数具有不同的频率和振幅。
对于一个连续信号,傅里叶变换可以表示为积分形式,而对于一个离散信号(如i2s数据),傅里叶变换可以表示为离散形式,即离散傅里叶变换(DFT)。
离散傅里叶变换(DFT)将离散的时间域信号转换为离散的频域信号。
对于一个长度为N的离散信号x[n],其离散傅里叶变换(DFT)可以表示为:X[k] = Σ(x[n] * exp(-j2πkn/N))其中,X[k]表示频域上的第k个频率分量,n表示时间域上的样本点,j表示虚数单位,k表示频域上的采样点,N表示信号的长度。
通过计算离散傅里叶变换,我们可以得到一个复数序列X[k],其中实部表示信号的幅度,虚部表示信号的相位。
对于i2s数据,我们可以将其视为一个包含了时间域上的采样点的离散信号。
通过对i2s数据进行DFT计算,我们可以得到该信号在频域上的表示。
在计算中,我们通常使用快速傅里叶变换(FFT)算法,这是一种高效的计算DFT的方法。
通过得到i2s数据的频域表示,我们可以进行一系列的频域分析和处理。
例如,我们可以使用谱分析来获取信号的频谱,即不同频率分量的能量分布。
此外,我们还可以对信号进行滤波、频域平移等操作。
傅里叶变换在音频处理、图像处理、通信等领域中都有广泛的应用。
HDMI IntroductionHDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多媒体接口。
HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。
同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。
应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI 线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。
对消费者而言,HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于音频/视频采用同一电缆,大大简化了家庭影院系统的安装。
2002年的4月,日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。
2002年岁末,高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。
HDMI在针脚上和DVI兼容,只是采用了不同的封装。
与DVI相比,HDMI可以传输数字音频信号,并增加了对HDCP的支持,同时提供了更好的DDC可选功能。
HDMI支持5Gbps的数据传输率,最远可传输15米,足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。
而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。
这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。
此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。
一般HDMI™ 问题问:HDMI 是什么?HDMI(高清晰度多媒体接口)是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字的音频/ 视频接口。
HDMI 通过在一条线缆中传输高清晰、全数字的音频和视频内容,极大简化了布线,为消费者提供最高质量的家庭影院体验。
i2s协议的时钟频率介绍I2S(Inter-IC Sound)是一种数字音频传输协议,广泛应用于音频设备之间的数据传输。
I2S协议定义了音频数据的格式和传输时序,其中时钟频率是协议中的一个重要参数。
本文将深入探讨i2s协议的时钟频率。
I2S协议概述I2S协议是由飞利浦(Philips)公司于1986年开发的,旨在为数字音频设备提供一种标准的接口。
它通过三根线进行数据传输:时钟线(SCK),帧同步线(WS)和数据线(SD)。
其中,时钟频率是由时钟线控制的。
I2S协议的时钟频率I2S协议的时钟频率是指时钟线上的时钟信号的频率,它决定了音频数据的采样率和传输速度。
时钟频率通常以Hz为单位表示。
I2S协议的时钟频率与音频质量的关系时钟频率对音频质量有直接影响。
较高的时钟频率意味着更高的采样率和传输速度,可以提供更高质量的音频信号。
然而,较高的时钟频率也需要更高的传输带宽和处理能力,因此在实际应用中需要权衡音频质量和系统资源之间的关系。
I2S协议的时钟频率设置在使用I2S协议传输音频数据时,需要正确设置时钟频率以确保数据的准确传输。
时钟频率的设置通常包括以下几个方面:1. 采样率采样率是指每秒钟采集的音频样本数。
常见的采样率包括44.1kHz、48kHz等。
在设置时钟频率时,需要根据采样率来确定时钟信号的频率。
2. 位深度位深度是指每个音频样本的比特数,它决定了音频的动态范围和分辨率。
常见的位深度包括16位、24位等。
时钟频率的设置也需要考虑位深度的影响。
3. 数据格式I2S协议支持多种数据格式,如左对齐(Left-Justified)、右对齐(Right-Justified)和标准I2S格式。
不同的数据格式对应不同的时钟频率设置。
I2S协议的时钟频率计算公式根据I2S协议的规范,可以使用以下公式计算时钟频率:时钟频率 = 采样率× 位深度× 2其中,采样率为每秒钟的采样数,位深度为每个样本的比特数,乘以2是因为I2S协议每个样本需要两个时钟周期。
I2S[编辑本段]I2S总线概述音响数据的采集、处理和传输是多媒体技术的重要组成部分。
众多的数字音频系统已经进入消费市场,例如数字音频录音带、数字声音处理器。
对于设备和生产厂家来说,标准化的信息传输结构可以提高系统的适应性。
I2S(Inter—IC Sound)总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准,该总线专责于音频设备之间的数据传输,广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计,通过将数据和时钟信号分离,避免了因时差诱发的失真,为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
[编辑本段]I2S总线规范在飞利浦公司的I2S标准中,既规定了硬件接口规范,也规定了数字音频数据的格式。
I2S有3个主要信号:1.串行时钟SCLK,也叫位时钟(BCLK),即对应数字音频的每一位数据,SCLK都有1个脉冲。
SCLK的频率=2×采样频率×采样位数2. 帧时钟LRCK,(也称WS),用于切换左右声道的数据。
LRCK为“1”表示正在传输的是左声道的数据,为“0”则表示正在传输的是右声道的数据。
LRCK的频率等于采样频率。
3.串行数据SDATA,就是用二进制补码表示的音频数据。
有时为了使系统间能够更好地同步,还需要另外传输一个信号MCLK,称为主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock),是采样频率的256倍或384倍。
串行数据(SD)I2S格式的信号无论有多少位有效数据,数据的最高位总是出现在LRCK变化(也就是一帧开始)后的第2个SCLK脉冲处。
这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。
如果接收端能处理的有效位数少于发送端,可以放弃数据帧中多余的低位数据;如果接收端能处理的有效位数多于发送端,可以自行补足剩余的位。
这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便,而且不会造成数据错位。
随着技术的发展,在统一的I2S接口下,出现了多种不同的数据格式。
常用音频接口介绍常用音频接口介绍概述在广播电视系统节目采编及传送机房的日常技术维护中,会接触到各式各样的音频类接口。
音频接口,是在传输音频信号时使用的接口,它可以是模拟的,也可以是数字的。
不同的音频应用领域,往往会有不同的接口,随着技术的进步,接口的种类也在不断的发展、增多。
如果缺乏对音频接口知识的基本了解,在日常的技术维护中,势必会妨碍对于音频传送,音频测试与测量的理解与应用,本文对常用的音频接口做较详细的介绍。
首先,明确两个概念的涵义及关系:接口(Interface)和连接器(通常也叫做接头,Con nector)。
不同的音频标准都需要定义各自的硬件接口标准,硬件接口定义了电子设备之间连接的物理特性,包括传输的信号频率、强度,以及相应连线的类型、数量,还包括插头、插座的机械结构设计。
连接器是接口在物理上的实现,是实现电路互连的装置。
人们将接头分成两类:“公头”(或“阳头”)和“母头”(或“阴头”),一言以概之,即插头(Male connector、plug)和插座(Female connector、socket)。
在实际应用中,人们经常习惯于将接口(Interface)和接头(Connector)二者不加区分的通用,因此,本文在文字描述上也不做严格的区分。
模拟音频接口1.TRS 接头2.5mm接头在手机类便携轻薄型产品上比较常见,因其接口可以做的很小;3. 5mm接头在PC类产品以及家用设备上比较常见,也是我们最常见到的接口类型;6.3mm接头是为了提高接触面以及耐用度而设计的模拟接头,常见于监听等专业音频设备上,例如:节目传输类机房大多用此接头来监听节目质量。
接下来介绍3.5mm和6.3mm两种规格的TRS接头。
2.1.1 (1/8′3.5mm) TRS接头俗称:(小三芯)3.5mm TRS接头又称小三芯或者立体声接头,是目前见到的最主要的声卡接口,除此之外,包括绝大部分MP3播放器,MP4播放器和部分音乐手机的耳机输出接口也使用这种接头。
x9c103s 用法-回复什么是x9c103s?x9c103s是一种数字电位器(IC),它可以用于模拟信号控制和存储器读写电路。
x9c103s采用串行接口进行通信,并且可以模拟一个可调电阻,具有多种应用和用途。
一般情况下,x9c103s以DIP封装形式出售,有8个引脚,并且需要外部电源提供供电。
它还可以工作在2.5V至5.5V的电源范围内,并且具有低功耗特性,使其适用于各种电子设备和应用。
如何使用x9c103s?1. 连接电源:首先,将x9c103s的引脚连接到电源,其中引脚1和引脚5用于供电。
引脚1需要接地,而引脚5需要连接电源正极。
确保电压在允许的范围内。
2. 连接串行接口:x9c103s使用串行接口进行通信。
引脚2和引脚3用于与控制器或微处理器之间的数据传输。
引脚2(SDI)接收串行数据输入,引脚3(SDO)发送串行数据输出。
3. 连接模拟信号输入和输出:x9c103s具有模拟信号输入和输出引脚,分别为引脚6(A、Ax)和引脚7(Bx)。
根据需要,将模拟输入和输出引脚连接到其他电路中,以便进行模拟信号控制。
4. 配置和操作:使用控制器或微处理器来配置和操作x9c103s。
通过串行接口发送特定的命令和数据,可以设置电位器的初始阻值,或者以增量或减量的方式调整电位器阻值。
可以根据应用的需求,选择单端或双端操作模式。
5. 监测反馈:在操作x9c103s时,可以使用串行输出引脚(引脚3)来获取电位器的当前阻值。
通过监测此输出,可以实时了解电位器的状态,并相应地调整控制器或其他电路。
6. 保存参数:x9c103s还具有非易失性存储器功能,可以在断电后保持电位器的当前阻值。
这在需要长期保存设置或参数时非常有用。
x9c103s的应用领域:由于x9c103s具有可调电阻的功能,它在许多应用领域中都非常有用。
以下是几个常见的应用场景:1. 音频设备:x9c103s可以用于音频设备中,例如音量控制。
通过控制电位器的阻值,可以调整音频信号的增益或衰减,实现音量控制。
一、SPI总线说明串行外围设备接口SPI(serial peripheral interface)总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口,Motorola公司生产的绝大多数MCU(微控制器)都配有SPI硬件接口,如68系列MCU。
SPI 用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI可以同时发出和接收串行数据。
它只需四条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯,这四条线是:串行时钟线(CSK)、主机输入/从机输出数据线(MISO)、主机输出/从机输入数据线(MOSI)、低电平有效从机选择线CS。
这些外围器件可以是简单的TTL移位寄存器,复杂的LCD显示驱动器,A/D、D/A转换子系统或其他的MCU。
当SPI工作时,在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚(MOSI)输出(高位在前),同时从输入引脚(MISO)接收的数据逐位移到移位寄存器(高位在前)。
发送一个字节后,从另一个外围器件接收的字节数据进入移位寄存器中。
主SPI的时钟信号(SCK)使传输同步。
其典型系统框图如下图所示。
SPI主要特点有: 可以同时发出和接收串行数据;* 可以当作主机或从机工作;* 提供频率可编程时钟;* 发送结束中断标志;* 写冲突保护;* 总线竞争保护等。
图2示出SPI总线工作的四种方式,其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):SPI 模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。
如果CPOL="0",串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样;如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。
i2s协议I2S(Inter-IC Sound)是一种用于音频传输的串行通信协议。
该协议由Philips(现在的NXP)于1986年提出,并应用于各种音频设备,如音频解码器、数字音频接口、音频转换器等。
I2S协议的设计旨在提供高质量的音频传输和处理。
I2S协议采用了一对主从架构。
在这个架构中,有一个主设备(通常是主控制器),它负责控制数据的传输和时钟的同步。
而从设备(例如音频解码器、转换器等)则负责接收和处理音频数据。
主设备通过I2S总线将音频数据传输到从设备中。
I2S协议包含了多个信号线,包括时钟信号(SCK)、数据帧同步信号(WS)和数据线(SD)。
时钟信号用于同步数据的传输,数据帧同步信号则用于标识传输的数据帧。
数据线用于传输音频数据。
通过这些信号线的协调工作,I2S协议可以确保音频数据的准确、实时传输。
在I2S协议中,音频数据被划分为多个独立的帧。
每个帧由一个左声道和一个右声道的样本组成。
每个样本通常由16位的数据表示,分为左右声道。
这样,每个帧的总长度为32位。
I2S协议可以通过增加帧的数量来支持更高的音频分辨率。
同时,通过增加I2S总线的时钟速度,也可以实现更高的音频采样率。
I2S协议还支持多种时钟模式,以适应不同的应用场景。
最常见的模式是左对齐模式和右对齐模式。
在左对齐模式中,数据采样发生在数据帧同步信号的下降沿之后。
而在右对齐模式中,数据采样发生在数据帧同步信号的上升沿之后。
这些不同的模式使得I2S协议能够与不同的音频设备和接口协同工作。
总的来说,I2S协议是一种用于音频传输的串行通信协议。
它通过一对主从架构,提供了高质量的音频传输和处理能力。
I2S协议可以支持不同的音频分辨率和采样率,并通过不同的时钟模式适应各种应用场景。
由于其稳定性和可靠性,I2S协议被广泛应用于各种音频设备和接口。
尽管在一些新的音频接口标准中,如HDMI和USB,I2S协议逐渐被取代,但是在许多传统音频设备中,I2S仍然是一种重要的音频传输协议。
I2S、Left Justified、Right Justified标准I2S、Left Justified、Right Justified标准I2S(Inter-IC Sound Bus)是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。
在飞利浦公司的I2S标准中,既规定了硬件接口规范,也规定了数字音频数据的格式。
1. I2S有3个主要信号1. 串行时钟SCLK,也叫位时钟(BCLK),即对应数字音频的每一位数据,SCLK都有1个脉冲。
SCLK的频率=2×采样频率×采样位数2. 帧时钟LRCK,用于切换左右声道的数据。
LRCK为“1”表示正在传输的是左声道的数据,为“0”则表示正在传输的是右声道的数据。
LRCK的频率等于采样频率。
LRCK必须与SCLK保持同步,通常LRCK的下降沿同步于SCLK下降沿。
3. 串行数据SDATA,就是用二进制补码表示的音频数据。
I2S发送端在SCLK下降沿发送数据、I2S接收端在SCLK上沿接收数据。
4. 有时为了使系统间能够更好地同步,还需要另外传输一个信号MCLK,称为主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock),是采样频率的256倍或384倍。
通常MCLK、SCLK、LRCK都是同步的,LRCK和SCLK的下降沿同步于MCLK的下降沿。
但内置有PLL的音频CODEC可能不需要MCLK与SCLK、LRCK同步,但SCLK无论如何应该是与LRCK同步的。
一个典型的I2S信号见图3。
(图3 I2S信号)图3I2S、Left Justified、Right Justified标准I2S格式的信号无论有多少位有效数据,数据的最高位总是出现在LRCK变化(也就是一帧开始)后的第2个SCLK脉冲处。
这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。
如果接收端能处理的有效位数少于发送端,可以放弃数据帧中多余的低位数据;如果接收端能处理的有效位数多于发送端,可以自行补足剩余的位。
WT2000录音方案WT2000录音ic使用说明WT2000录音方案是一种使用WT2000录音IC的录音方案。
WT2000录音IC是一种集成电路,用于实现声音的录制、存储和播放。
以下是WT2000录音IC的使用说明,详细介绍了其主要功能、操作流程和注意事项。
1.主要功能:-录制音频:可用于录制任何声音,如讲话、音乐等。
-存储音频:WT2000录音IC内置存储芯片,可存储录制的音频文件。
-播放音频:支持将录制的音频文件进行播放。
-USB传输:通过USB接口,可将音频文件传输到计算机。
2.操作流程:步骤1:供电:将WT2000录音IC连接到合适的电源,如电池或电源适配器。
步骤2:录制音频:a.按下录音按钮,进入录音模式。
b.开始录音,讲话或播放音乐。
c.按下停止按钮,结束录音。
步骤3:存储音频:a.选择要存储的音频文件。
b.按下存储按钮,将音频文件保存到WT2000录音IC内部存储。
步骤4:播放音频:a.选择要播放的音频文件。
b.按下播放按钮,开始播放音频。
3.注意事项:-供电:WT2000录音IC需要合适的电源供电,确保电源稳定,以避免损坏设备。
-存储容量:WT2000录音IC的存储容量有限,需根据实际需要选择合适的存储容量。
-格式转换:WT2000录音IC录制的音频文件可能需要转换格式后才能在计算机上播放。
-声音质量:录制的音频质量可能受到环境噪音、录音距离等因素的影响。
-录音时间:WT2000录音IC的录音时间可能受到存储容量和音频质量的限制。
-软件支持:为了更好地使用WT2000录音IC,可以使用官方提供的软件进行操作和管理。
i2s左右声道数据平衡分离的电路I2S(Inter-IC Sound)是一种数字音频接口协议,它常用于音频数字化和传输,通过一对数据线和一个时钟线来完成音频数据的传输。
在音频数字化处理中,有时需要对左右声道的数据进行平衡和分离处理。
这种处理可以通过电路来实现。
在I2S音频接口中,数据线分为左声道(L)和右声道(R)。
通过电路可以对这两个声道的音频数据进行处理。
一种常见的方式是通过电容和电阻组成的串联电路实现平衡和分离处理。
首先,我们来看平衡处理。
平衡处理主要是为了调整左右声道的音量平衡,使其在播放时听起来更加均衡。
为了实现这一目的,我们可以使用一个可变电阻。
可变电阻具有两个连接端和一个连接中心点的结构,可以通过调节中心点的位置改变电阻的值。
左声道和右声道通过电容分别连接到可变电阻的两个连接端,中心点连接到耳机或音箱的输出端。
通过调节可变电阻的中心点位置,可以改变左右声道通过电容进入耳机或音箱的大小,从而达到调整声音平衡的目的。
接下来,我们来看分离处理。
分离处理主要是为了将左右声道的音频数据完全分离,使得左声道只能播放左声道的音频,右声道只能播放右声道的音频。
为了实现这一目的,我们可以使用两个运算放大器。
左声道和右声道的数据线分别连接到两个运算放大器的输入端,输出端连接到耳机或音箱的声道。
通过调节运算放大器的增益,可以使得左声道的声音只能从左声道输出端出,右声道的声音只能从右声道输出端出,从而实现左右声道的完全分离。
需要注意的是,在进行平衡和分离处理时,需要保证两个声道之间的相位一致。
如果相位不一致,可能会导致声音分离不完全,或产生相位失真的问题。
因此,在设计电路时需要细心调节电路各部分的元器件参数,以保证两个声道之间的相位一致性。
总结起来,实现I2S左右声道数据平衡分离的电路可以通过电容、电阻和运算放大器等组成。
通过调节可变电阻的位置可以实现声音平衡,而通过调节运算放大器的增益可以实现声音分离。
浅谈数字音频接口Purer(1)关于数字音频接口的基本知识“数字音频接口”是用来定义两个数字音频设备之间的数字接口协议的界标准格式,它分为家用的.专业的,电脑的三种格式:{1}家用的标准:S/PDIF(索尼/飞利浦数字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同轴或光缆,属不平衡式。
其标准的输出电平是0.5Vpp(发送器负载75Ω),输入和输出阻抗为75Ω(0.7-3MHz频宽)。
常用的有光纤.RCA和BNC。
我们常见的是RCA 插头作同轴输出,但是用RCA作同轴输出是个错误的做法,正确的做法是用BNC 作同轴输出,因为BNC头的阻抗是75Ω,刚刚好适合S/PDIF的格式标准,但由于历史的原因,在一般的家用机上用的是RCA作同轴输出。
{2}专业的标准:AES/EBU(美国音频工程协会/欧洲广播联盟数字格式),AES3-1992,平衡XLR电缆,属平衡式结构。
输出电压是2.7Vpp(发送器负载110Ω),输入和输出阻抗为110Ω(0.1-6MHz频宽)。
{3}电脑的标准:AT﹠T(美国电话电报公司)。
(2)关于各种接口的优点与缺点从单纯的技术的角度来说,光纤电缆是导体传输速度最快的,是一个极好的数据传输的接线,但是由于它需要光纤发射口和接收口,问题就是出在这里,光纤发射口和接收口的光电转换需要用光电二极管,由于光纤和光电二极管不可能有紧密的接触,从而产生数字抖动(Jitter)类的失真而这个失真是叠加的,因它有两个口(发射口和接收口)。
再加上在光电转换过程中的失真,使它是几种数字电缆中最差的。
从下图1可看出。
但奇怪的是日本的机十分喜欢用光纤电缆,可能生产成本比同轴便宜。
图1同轴电缆是欧洲机喜欢用的,你可从Philips的机种上可以看出,凡是有数字输出的都有同轴输出。
从上图可以看出同轴传输比光纤的数字抖动少一个数量级,但从我的实际上的经验发现其数字接口的重要性并不亚于光纤发射口和接收口。
同轴输入和输出的传输方法有几种:(1)用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样。
SPDIF数字传输接口概念解析S/PDIF简介S/PDIF,全名为Sony/Philips Digital Interconnect Format,是Sony和Philips这两大巨头在80年代为一般家用器材所定制出来的一种数字讯号传输接口,基本上是以AES/EBU(也称为AES3)专业用数字接口为参考然后做了一些小变动而成的家用版本,可以使用成本比较低的硬件来实现数字讯号传输。
为了定制一个统一的接口规格,在现今以IEC 60958标准规范来囊括取代AES/EBU与S/PDIF规范,而IEC 60958定义了三种主要型态:• IEC 60958 TYPE 1 Balanced ─三线式传输,使用110 Ohm阻抗的线材以及XLR接头,使用于专业场合。
• IEC 60958 TYPE 2 Unbalanced ─使用75 Ohm阻抗的铜轴线以及RCA接头,使用于一般家用场合。
• IEC 60958 TYPE 2 Optical ─使用光纤传输以及F05光纤接头,也是使用于一般家用场合事实上,IEC 60958有时会简称为IEC958,而IEC 60958 TYPE 1即为AES/EBU(或着称为AES3)界面,而IEC 60958 TYPE 2即为S/PDIF接口,而虽然在IEC 60958 TYPE 2的接头规范里是使用RCA或着光纤接头,不过近年来一些使用S/PDIF的专业器材改用BNC接头搭配上75 Ohm的同轴线以得到比较好的传输质量,下表为AES/EBU与S/PDIF的比较表。
AES/EBU与S/PDIF比较表AES/EBU S/PDIF线材 110 Ohm屏蔽绞线 75 Ohm同轴线或是光纤线接头 XLR 3 Pin接头 RCA或BNC接头最大位数 24 Bits 标准为20 Bits(可支持到24 Bits)讯号电平 3 ~ 10V 0.5 ~ 1V编码双相符号编码(Biphase Mark Code) 双相符号编码(Biphase Mark Code)IEC958使用的编码方法图说:双相符号编码(Biphase Mark Code)的运作原理示意图。
I2S总线音响数据的采集、处理和传输是多媒体技术的重要组成部分。
众多的数字音频系统已经进入消费市场,例如数字音频录音带、数字声音处理器。
对于设备和生产厂家来说,标准化的信息传输结构可以提高系统的适应性。
I2S(Inter—IC Sound)总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准,该总线专责于音频设备之间的数据传输,广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计,通过将数据和时钟信号分离,避免了因时差诱发的失真,为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
I2S总线规范在飞利浦公司的I2S标准中,既规定了硬件接口规范,也规定了数字音频数据的格式。
I2S有3个主要信号:1.串行时钟SCLK,也叫位时钟(BCLK),即对应数字音频的每一位数据,SCLK都有1个脉冲。
SCLK 的频率=2×采样频率×采样位数2. 帧时钟LRCK,用于切换左右声道的数据。
LRCK为“1”表示正在传输的是左声道的数据,为“0”则表示正在传输的是右声道的数据。
LRCK的频率等于采样频率。
3.串行数据SDATA,就是用二进制补码表示的音频数据。
有时为了使系统间能够更好地同步,还需要另外传输一个信号MCLK,称为主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock),是采样频率的256倍或384倍。
串行数据(SD)I2S格式的信号无论有多少位有效数据,数据的最高位总是出现在LRCK变化(也就是一帧开始)后的第2个SCLK脉冲处。
这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。
如果接收端能处理的有效位数少于发送端,可以放弃数据帧中多余的低位数据;如果接收端能处理的有效位数多于发送端,可以自行补足剩余的位。
这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便,而且不会造成数据错位。
随着技术的发展,在统一的I2S接口下,出现了多种不同的数据格式。
根据SDATA数据相对于LRCK和SCLK的位置不同,分为左对齐(较少使用)、I2S格式(即飞利浦规定的格式)和右对齐(也叫日本格式、普通格式)。
用于音频数据传输的常见IC间数字接口
先了解不同接口的优缺点而后选择元件,这有利于更加合理地选择元件,
保证信号链的高效实现。
随着音频集成电路转向更精细的工艺尺度,要在相同一片高密度数字电路硅
片上设计出高性能的模拟电路变得更为困难,集成的性价比减小。因此,音频
系统架构师正在将音频信号链中的模拟部分进一步推至输出和输入端,而相互
间以数码方式连接起来。
如图1所示,传统的音频信号链中有麦克风、前置放大器、模/数转换器
(ADC)、数/模转换器(DAC)、输出放大器,以及扬声器,它们之间使用模拟
信号连接。但是,由于模拟电路被推到了信号链的边缘,信号链中各集成电路
间将出现更多数字接口。DSP通常是数字连接,换能器、放大器一般而言只有
模拟接口,但现在也正在包含数字接口的功能。
目前,集成电路设计人员正在将换能器内的ADC、DAC和调制器集成到信
号链的另一端,这样就不必在印刷电路板(PCB)上布放任何模拟音频信号,并
且减少了信号链中的器件数量。图2给出了一个完整数字音频信号链的例子。
数字音频数据传输现在有许多标准。很多格式都可以用于在同一块PCB上实
现IC间的通信,如I2S(IC间音频)、TDM(时分复用)和PDM(脉冲分时
复用)等格式。其它音频格式则主要面向不同印刷电路板之间通过电缆的数据
连接,如S/PDIF和以太AVB。
本文的重点是IC之间数字音频格式的区别与优缺点。如选择了数字接口不
匹配的音频组件,则会不必要地使系统设计变得更加复杂。了解不同接口的优
缺点后再选择部件,有助于提高组件选择效率和保证信号链的最高效实现。
IC之间音频(12S)是用于集成电路之间音频数据传输的最常见数字音频格式。