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音频电路设计01_哔哩哔哩_bilibili
音频电路设计
1、音频基本介绍
1.1、设备
1.1.1、音频接口 型号#xff1a;ABA-JAK-038-K44
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音频电路设计01_哔哩哔哩_bilibili
音频电路设计
1、音频基本介绍
1.1、设备
1.1.1、音频接口 型号ABA-JAK-038-K44
电脑主机上的音频输出插口一个是粉色的用来连接麦克风或话筒一个是绿色的用来连接音箱或耳机。 不用的音频元器件选型物理尺寸不一样原理图封装也不一样
1.1.2、耳机(听筒)
耳机Headphone又称耳筒或听筒是一对转换单元它接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。将电信号转换成声音的器件。 工作原理在一个置于永久磁场中的线圈中通以音频信号产生交变的磁场(相互作用力)从而带动听筒的发音膜震动发出声音。
4段比3段多了耳麦话筒功能。
圆柱插孔的检测方式常开型检测和常闭型检测
1.1.3、扬声器小喇叭
将电信号转换成声音的器件。
工作原理在一个置于永久磁场中的线圈中通以音频信号产生交变的磁场(相互作用力)从而带动听筒的发音膜震动发出声音。 听筒的阻值比较大15-30欧扬声器阻值8-15欧
阻值越小功率越大声音也就越大。 1.1.4、咪头(麦克风)
咪头是将声音信号转换为电信号的能量转换器件是和喇叭正好相反的一个器件电→声。又名咪芯麦克风话筒传声器。 1.2、模拟音频和数字音频
音频有模拟音频和数字音频两类。
模拟音频就是功放输出的驱动音箱和喇叭的音频。模拟麦克风采样回来的数据也是模拟音频。通常会有单端或差分两种信号。
数字音频不能直接驱动喇叭必须要通过DAC转换成模拟音频才能发出声音来。数字音频的接口比较多目前较为通用的是I2S、PCM、PDM和TDM接口。
1.2.1、模拟音频
在硬件产品中模拟音频主要用在喇叭播放声音、Line-in外接音源、麦克风输入等。设备外的音频传输一般使用模拟信号。
1.2.2、数字音频
智能硬件产品的设备内音频传输采用I2S、PCM、TDM、PDM等数字接口。
a、I2S速度快专门用于传音乐
I2SInter-IC Sound Bus总线又称集成电路内置音频总线
I2S有3个主要信号
1、串行时钟SCLK也叫位时钟BCLK
2、帧时钟LRCK用于切换左右声道的数据。
3、串行数据SDATA就是用二进制补码表示的音频数据。
b、PCM/TDM主要用来传语音
这里的PCM指的是PCM接口。和I2S差不多也是4根线通常用于AP处理器和通信MODEM之间传输语音数据就是双向打电话的数据。
c、PDM只有2根线传音乐编码方式和I2S不同
很多数字麦克风使用的PDM接口有数据和时钟两根线。PDM接口和I2S最大的区别是编码方式不同。
d、其他数字接口USB
除了上述几个在很多外接的音频模块上用的是USB音频。
1.3、编解码芯片
编码麦克风将声音转换为电信号送到芯片内部编码处理。
解码播放音乐或者听对方通话时电信号转换为声音。
音频的采集流程 音频的播放流程 2、WM8978---凌云逻辑★ WM8978 是一款低功率的立体声编解码器带有适用于立体声差分麦克风的集成式前置放大器并包含适用于扬声器、耳机和差分或立体声线路输出的驱动器。
2.1、结构及功能框图 2.2、管脚定义
2.2.1、电源信号 管脚符号 类型 描述 DGND Supply Digital ground DCVDD Supply Digital core logic supply DBVDD Supply Digital buffer (I/O) supply SPKGND Supply Speaker ground (feeds speaker amp and OUT3/OUT4) SPKVDD Supply Speaker supply (feed speaker amp only) AGND Supply Analogue ground (feeds ADC and DAC) AVDD Supply Analogue supply (feeds ADC and DAC) VMID Reference Decoupling for ADC and DAC reference voltage 2.2.1、模拟信号 管脚符号 类型 描述 LIP Analogue input Left Mic Pre-amp positive input LIN Left Mic Pre-amp negative input L2/GPIO2 Left channel line input/secondary mic pre-amp positive input/GPIO2 pin RIP Right Mic Pre-amp positive input RIN Right Mic Pre-amp negative input R2/GPIO3 Right channel line input/secondary mic pre-amp positive input/GPIO3 pin AUXL Left Auxillary input AUXR Right Auxillary input OUT4 Analogue Output Buffered midrail Headphone pseudo-ground, or Right line output or MONO mix output OUT3 Buffered midrail Headphone pseudo-ground, or Left line output ROUT2 Second right output, or BTL speaker driver positive output LOUT2 Second left output, or BTL speaker driver negative output ROUT1 Headphone or Line Output Right LOUT1 Headphone or Line Output Left MICBIAS Microphone Bias 2.2.3、数字信号
I2S/PCM audio interface 管脚符号 类型 描述 LRC Digital I/O DAC and ADC Sample Rate Clock BCLK Digital I/O Digital Audio Port Clock ADCDAT Digital Output ADC Digital Audio Data Output DACDAT Digital Input DAC Digital Audio Data Input 管脚符号 类型 描述 MCLK Digital Input Master Clock Input 主时钟输入 管脚符号 类型 描述 CSB/GPIO1 Digital I/O 3-Wire Control Interface Chip Select/GPIO1 pin 3线微处理器片选/通用输入/输出1 SCLK Digital Input 3-Wire Control Interface Clock Input/2-Wire Control Interface Clock Input 3线/2线微处理器时钟输入 SDIN Digital I/O 3-Wire Control Interface Data Input/2-Wire Control Interface Data Input 3线/2线微处理器数据输入 MODE Digital Input Control Interface Selection 控制接口选择
2.3、WM8978硬件设计要点 2.4、WM8978硬件实战(★)
3、WM8960
3.1、硬件实战
3.2、WM8960设计注意事项
3.3、WM8960硬件实战(★)
3.3.1、WM8960硬件实战
3.3.2、WM8960
4、音频电路设计要点
5、layout设计要求
5.1、布局要求
1、接口靠近板边放置避开其他高速信号
2、为了防止数字噪声对敏感的模拟电路的干扰必须将二者分隔开。数字电路和模拟电路中的音频电路尽可能分隔开。
3、元件布局要使音频信号的路径最短音频放大器要尽可能靠近耳机插孔和扬声器放置使D类音频放大器的EMI辐射最小耳机信号的耦合噪音最小。模拟音频信号必须尽可能靠近音频放大器的输入端使输入耦合噪声最小。所有输入引线对RF信号来说都是一根天线缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。
4、滤波电容靠近电源管脚放置。
5、模拟电路布置在PCB的一个区域数字电路布置在另一区域数模分开间距1mm。
5.2、布线要求
1、不管是MICBIAS信号还是MIC输入模拟信号或是音频输出信号其信号要求均参考GND平面且所参考的GND平面需要非常“干净”音频信号(输入输出以及MICBIAS)以GND作为参考音频信号的回流路径不会与其他信号公用不管是音频信号还是其回流路径均远离数字信号
2、各元器件间的连线越短越好以减少分布参数和相互间的电磁干扰。
3、左、右声道HPL HPR信号布线按照类差分处理线宽宽度≥12mil且进行包地处理。 6、其他附件参考
详细内容参考视频讲解
