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通過(guò)dsp實(shí)現(xiàn)，因此如今很多音頻處理采用dsp實(shí)現(xiàn)。然而原始的音頻信號(hào)都是模擬的，如果采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行音頻處理，首先要面對(duì)的就是音頻采集、處理和輸出系統(tǒng)問(wèn)題。 本文介紹了一個(gè)8路模擬音頻輸入、8路模擬音頻輸出、1路數(shù)字信號(hào)輸入和1路數(shù)字信號(hào)輸出的音頻處理系統(tǒng)。分析系統(tǒng)的硬件連接和功能實(shí)現(xiàn)方法，以及系統(tǒng)的軟件工作原理。 1 設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如圖1所示。數(shù)字信號(hào)處理器選用ti公司的32位浮點(diǎn)dsps tms320c6727，a／d轉(zhuǎn)換部分采用2片ti公司的音頻模／數(shù)轉(zhuǎn)換芯片pcm4204，d／a轉(zhuǎn)換部分采用2片ti公司的音頻數(shù)／模轉(zhuǎn)換芯片pcm4104，數(shù)字信號(hào)接收部分選用數(shù)字音頻接收接口芯片dir9001。 tms320c6727是ti公司推出的一款專(zhuān)門(mén)用于音頻信號(hào)處理的高速、浮點(diǎn)dsps。其高達(dá)300 mhz的頻率再加上32位的浮點(diǎn)處理能力，使得它可以輕松運(yùn)行各種復(fù)雜的音頻處理算法，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。另外其本身帶有3個(gè)mcasp接口，支持 i2s、tdm、s／pdif等多種音頻傳輸格式，可以實(shí)現(xiàn)與其他音頻設(shè)備的無(wú)縫連接。 pcm4204與pcm4104分別是4
，如果采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行音頻處理，首先要面對(duì)的就是音頻采集、處理和輸出系統(tǒng)問(wèn)題。 對(duì)于數(shù)字通信，由于數(shù)字信號(hào)的幅值為有限個(gè)離散值（通常取兩個(gè)幅值），在傳輸過(guò)程中雖然也受到噪聲的干擾，但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時(shí)，即在適當(dāng)?shù)木嚯x采用判決再生的方法，再生成沒(méi)有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號(hào)，所以可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高質(zhì)量的傳輸。 1 設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如圖1所示。數(shù)字信號(hào)處理器選用ti公司的32位浮點(diǎn)dsps tms320c6727，a／d轉(zhuǎn)換部分采用2片ti公司的音頻模／數(shù)轉(zhuǎn)換芯片pcm4204，d／a轉(zhuǎn)換部分采用2片ti公司的音頻數(shù)／模轉(zhuǎn)換芯片pcm4104，數(shù)字信號(hào)接收部分選用數(shù)字音頻接收接口芯片dir9001。 tms320c6727是一款專(zhuān)門(mén)用于音頻信號(hào)處理的高速、浮點(diǎn)dsps。其高達(dá)300 mhz的頻率再加上32位的浮點(diǎn)處理能力，使得它可以輕松運(yùn)行各種復(fù)雜的音頻處理算法，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。 pcm4204與pcm4104分別是4通道、24位、216khz采樣頻率的模／數(shù)和數(shù)／模芯片。其中pcm4.204支持左校驗(yàn)、右校驗(yàn)、i2s等數(shù)據(jù)傳輸格式，且主／從模式可以設(shè)
，i2c總線用于音頻數(shù)據(jù)傳輸；封裝型式為48引腳7x7mmqfn *可在智能型電話和pda、蜂窩電話及mp3播放機(jī)上得到應(yīng)用。 2、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的選用 專(zhuān)業(yè)音頻市場(chǎng)專(zhuān)注于模擬和數(shù)字領(lǐng)域中的高質(zhì)量音頻信號(hào)的錄制、信號(hào)處理和重放。專(zhuān)為高性能專(zhuān)業(yè)音頻領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的ic包括可編程模擬音量控制器、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字接口產(chǎn)品。這些是專(zhuān)業(yè)音頻系統(tǒng)基本的標(biāo)準(zhǔn)組件．憑借不斷壯大的產(chǎn)品線以及多年積累起來(lái)技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)，音頻設(shè)計(jì)將會(huì)更上一層樓。 2.1高性能，24位、216khz，四通道音頻adc pcm4204是專(zhuān)為專(zhuān)業(yè)音頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高性能、四通道adc。它支持采樣頻率高達(dá)216khz的24位線性pcm輸出數(shù)據(jù)。它也可通過(guò)配置而為兩個(gè)通道輸出經(jīng)過(guò)64倍或128倍過(guò)采樣的一位直接流數(shù)字(dsd)數(shù)據(jù)。pcm4204同時(shí)也是dvd-audio和超級(jí)音頻cd(sacd)錄音應(yīng)用的理想選擇。pcm4202是pcm4204的兩通道版本。 *其主要特點(diǎn)為：動(dòng)態(tài)范圍為118db；總失真與噪聲(thd+n)為105db；有24位pcm(脈沖編碼調(diào)制)或一位dsd輸出；可支持高達(dá)216khz的pcm采樣頻率和支
系統(tǒng)交換容量設(shè)定為16 ×16， 即n = 16， m =16。針對(duì)不同系統(tǒng)需求，可擴(kuò)展或縮減交換容量。 2. 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 由系統(tǒng)信號(hào)流程圖可知，系統(tǒng)總體的硬件模塊由輸入音量控制、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、交換混合矩陣、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、輸出音量控制等組成。系統(tǒng)總體硬件模塊框圖如圖2所示。 圖2 交換混合矩陣總體硬件模塊結(jié)構(gòu)框圖。 輸入音量控制芯片選用pga4311，其增益調(diào)節(jié)范圍為31. 5 db～ - 95. 5 db。使用spi總線對(duì)其進(jìn)行控制。 輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用pcm4204，該芯片采用io接口控制工作模式和參數(shù)。具體設(shè)置方式見(jiàn)文獻(xiàn)。 輸出數(shù)/模轉(zhuǎn)換及音量控制芯片選用pcm1681，工作于從機(jī)方式，使用i2c接口對(duì)其進(jìn)行控制。具體設(shè)置及使用方法見(jiàn)文獻(xiàn)。 通過(guò)對(duì)模/數(shù)及數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片的設(shè)置，可以根據(jù)系統(tǒng)需求調(diào)整數(shù)字音頻信號(hào)的采樣精度及頻率。 本文所述方案實(shí)例的采樣頻率為97. 7 khz，采樣精度為24 bit，采用左對(duì)齊pcm編碼方式傳輸，其傳輸時(shí)序圖如圖3所示。 圖3 pcm編碼傳送時(shí)序(左對(duì)齊)。 2. 3 fpga及其程序設(shè)計(jì)
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