Stap 2: Het beginsel
2.1 Digitale Audio
2.1.1 Digitale Audio Basics
De fundamentele beginselen en de methoden van digitale audio processing technologie is het gebruik van ADC, de analoge digitale converter, monster, quantize, coderen en de analoge audio signaal omzetten in digitale gegevens en bestanden moeten worden opgeslagen. Natuurlijk, tijdens het afspelen doorloopt de digitale gegevens de DAC digitaal analoog converter om te herstellen van de analogie signaal vorm te worden uitgespeeld door het geluidsapparaat.
Afhankelijk van het bereik van de toepassing van het audiosignaal varieert de samplingfrequentie en de nauwkeurigheid van de kwantisatie van de analoge audio digitale 0ADC. De volgende tabel ziet u dat het gemeenschappelijk standaard:
Zoals je uit de bovenstaande tabel, volgens de stelling van de bemonstering, voor audio signaal met verschillende kwaliteiten zien kunt, is de digitale audio ADC sampling-frequentie twee keer de hoogste frequentie analoog signaal. Bovendien, de hogere geluidskwaliteit die u nodig hebt, de hogere ADC kwantisatie bits. In feite, het menselijk oor kan 1/256 (8) precisie wijzigingen niet zeggen, maar voor de CD-geluidskwaliteit, we gebruiken 16 bits kwantisatie, precisie 1/65536. Blijkbaar, de betere geluidskwaliteit een digitale audio heeft, hoe groter de hoeveelheid gegevens moet behandelen. Wat een tweede audiosignaal, wanneer is het een telefoon-niveau-kwaliteit digitale dat audio, de hoeveelheid gegevens is opgeslagen 8 k bytes met elke byte de gelijke waarde van één meetpunt. Voor het verkrijgen van een kwaliteit van de digitale audio in CD-niveau, is de hoeveelheid gegevens per seconde 88,2 k; dat bedrag is 176.4k voor een twee-kanaals stereo.
Het meest typische digitale audio data-bestand is WAV, die meestal met behulp van de oorspronkelijke PCM codering voor het opslaan van de ruwe gegevens voor elk meetpunt. Zonder compressie, nu we een geluidskaart (geïntegreerd of zelfstandig) met ingebouwde microfoon poort, onder de steun van het WINDOWS-platform kregen, kunnen we opnemen, dat wil zeggen het geluid omzetten in digitale audio en sla het in de computer. En dit bestand we gered, is WAV formaat. Daarom, wanneer we de sampling frequentie snelheid om te lezen van de audiogegevens één voor één te volgen, het bestand wordt geconverteerd naar analoog signaal door DAC, dus het geluid kan worden vertegenwoordigd.
2.1.2 WAVE Format introductie
WAVE-formaat (extensie: wav) is een van de fundamentele audio-formaten in multimedia digitale audio, die is gebaseerd op RIFF-indeling als standaard. RIFF is een afkorting voor Resource Interchange File Format. De eerste vier bytes van elk WAVE-bestand is "RIFF".
WAVE-bestanden bestaan uit verschillende stukken (blokken). Volgens hun posities in het bestand, ze zijn: RIFF WAVE Brok, formaat Brok, feit Brok (optioneel), gegevens Brok, lijst Brok (optioneel), enz. Voor alle hierboven vermelde, behalve voor RIFF WAVE Brok, formaat stuk, Brok van de gegevens, de anderen zijn facultatief.
2.1.3 PCM Audio gegevens ophalen van WAV-bestanden
Er zijn vele WAV formaat bestanden op PC. In feite, gebruikt alle prompt Toon WINDOWS WAV formaat bestanden. We kunnen zeker welke audio bestand dat we nodig maken met de software op de PC. In de materialen bieden wij een WAV-bestand "microcontroller.wav praten" voor lezers. U kunt de software WINHEX om weer te geven van de specifieke inhoud van het bestand in binaire indeling (weergegeven als hexadecimaal). De foto hieronder vertelt hoe de inhoud van het bestand weergeven met behulp van INHEX.
Volgens de eerdere introductie van de WAV audio-bestandsindeling, kunt u de audiogegevens deel. De brokken zijn gemarkeerd in de volgende afbeelding en de parameters zijn opgenomen.
2.2 PWM
2.2.1 introductie
PWM, is een afkorting voor "Pulse Width Modulation" formulier. Het is eigenlijk een
zeer effectieve technologie op het gebied van de microprocessor met behulp van de analoge circuits, op grote schaal gebruikt in meting, communicatie, zuigkrachtregeling en conversie en vele andere terreinen.
2.2.2 PWM generatie
De meest voorkomende functie van de microcontroller is timing. Het is een eenvoudige
interne timer, toen verhoogd naar een bepaalde waarde, het keert terug naar nul. PWM genereert van deze timers, uitgangen van hoog niveau via de externe pin. Wanneer de teller op nul en het lage niveau van uitvoer een andere waarde bereikt, kunt u de twee waarden omkeren. Met deze methode, kunt u de uitgang-pins blijven op een hoog niveau binnen een bepaalde tijd lengte, in plaats van de codes handmatig schakelen. Als u uitvoert naar pin via een low-pass filter, kunt u het gemiddelde.
2.2.3 ADC functie realisatie
De weerstand R en de condensator C op het PWM-uitgang pinnen gewoon vormen een integrator-circuit. Wanneer het uitfilteren van hoge frequentie te verkrijgen vloeiend maken, kunt u de analoge audio-uitgang op de audio-uitgang. Hier, op basis van het voorbeeld dat wij u, voor een wav-bestand, aanleveren omdat de frequentie van de PWM gegenereerd 8 kHz is, de PWM uitgangssignalen bevat veel hoogfrequent signaal onderdelen: groter dan 8k. Daarom moet de cutoff frequentie van het low-pass filter, samengesteld uit de weerstand R en de condensator C ongeveer 6 kHz zodat het uitfilteren van signalen met hoge frequentie van meer dan 8 k, alleen om het behouden van de analoge signalen met een frequentie onder 4 kHz.
De cutoff frequentie van het low-pass filter samengesteld van de weerstand en
de condensator wordt berekend door de formule: F = 1/2∏RC. Introductie van de nummers, hier is wat we krijgen: 1 / (2 * 3.1415 * 2700 * 0.00000001) = 5897.6 Hz. Dus, wanneer R = 2.7 k, C = 0.01uF, de cutoff frequentie van het filter is ongeveer 5,9 kHz.
