從對應用的重要性角度來(lái)研究音頻組件
作者：Dafydd Roche，德州儀器 (TI) 音頻產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理
在本文中，我們將開(kāi)始對音頻產(chǎn)品規范進(jìn)行解碼，旨在找到適合于音頻應用的最佳產(chǎn)品——并非越高級越好，而是以滿(mǎn)足產(chǎn)品要求為關(guān)鍵，就像手套要適合手一樣。
轉換器
音頻轉換器分為三大類(lèi)：模數轉換器 (ADC)、數模轉換器 (DAC) 以及集成于同一器件 (CODEC) 的 ADC 和 DAC。在軟件環(huán)境下，編解碼器與用于編碼和解碼 MP3 格式的軟件相類(lèi)似。但在硬件環(huán)境下，它是一種連接模擬域的接口。
控制接口
控制接口多種多樣。一些簡(jiǎn)單的轉換器一般使用硬件控制接口�？刂埔_通常連接 VDD、GND 或 GPIO 處理器引腳。如果您的系統不會(huì )改變配置，或者您的處理器空間有大量的 GPIO，則這就是一種最簡(jiǎn)單的開(kāi)始方法。永久性硬件設置（在您設計印制電路板時(shí)配置）會(huì )卸載掉您可能必須利用軟件控制轉換器寫(xiě)入的一個(gè)多余軟件驅動(dòng)器。硬件驅動(dòng) ADC 和 DAC 的一些例子包括 PCM1803/ PCM1789。
軟件控制接口一般可由 I2C 或 SPI 串行端口來(lái)驅動(dòng)，在一些微處理器和 DSP 上可以看到這些端口。在軟件模式中驅動(dòng)的一些器件通常擁有比其硬件控制版本更高的靈活性。軟件控制轉換器通常有一些內部寄存器，可從某個(gè)外部源對這些寄存器進(jìn)行寫(xiě)入操作。從總體系統解決方案的角度來(lái)看，一定程度地增加了混頻 (mix) 的復雜性。
盡管如此，還是有一些小技巧可以讓其更為簡(jiǎn)單：您可以對您的“驅動(dòng)器”進(jìn)行寫(xiě)入操作，以在運行期間改變設置；您也可以轉存所有的配置或將代碼寄存到閃存中。這樣，在啟動(dòng)期間，將全部配置發(fā)送出加電串行端口。
動(dòng)態(tài)范圍、SNR 和 THD+N
用于衡量產(chǎn)品性能（不僅僅是轉換器，而且包括整個(gè)信號鏈）的音頻標準由音頻工程協(xié)會(huì ) (AES) 定義：“AES17-1998 (r2004)：數字音頻工程 AES 標準方法——數字音頻設備測量標準（AES17-1991修訂版）”。
這些測試均基于滿(mǎn)量程（最大輸入/輸出）與背景噪聲水平的差。例如，使用一個(gè) 1 kHz 的滿(mǎn)量程以下 -60dB 的輸入，然后測量背景噪聲，從而實(shí)現信噪比 (SNR) 或動(dòng)態(tài)范圍（在轉換器中也是一樣的）的測試。就 THD+N 測量而言，工程師在滿(mǎn)量程以下 -1 dB 運行測試設備 (DUT)，然后進(jìn)行類(lèi)似測量。我建議您下載 AES 文檔，并仔細閱讀一遍。
由于大多數輸出信號鏈均要求一個(gè)音頻轉換器和音頻放大器，而音頻放大器一般會(huì )帶來(lái)其自有的噪聲，因此需指定一種高出您要求的轉換器。CD 音質(zhì)常被稱(chēng)作 96-dB 動(dòng)態(tài)范圍（實(shí)際數可能略高，但基本計算方法是比特數乘以 6，即16 bits x6=96 dB）。
ADC 都很相似。在理想情況下，通過(guò)使用一款可將最高電平輸入信號變?yōu)榍『迷?ADC 滿(mǎn)量程輸入以下的輸入放大器就可獲得最佳質(zhì)量的輸入轉換。這樣便可得到轉換器的最佳 SNR 性能。
如何指定適合于您系統的音頻轉換器的相關(guān)信息資料，可訪(fǎng)問(wèn) TI E2E 社區論壇式討論音頻社區，或者請參閱“為何要使用一款更好的DAC？”以及“了解卓越的專(zhuān)業(yè)音頻設計：逐塊法”（兩篇文章均在“音頻DesignLine”）。
作者簡(jiǎn)介
Dafydd Roche 現任 TI 高性能模擬產(chǎn)品部家庭娛樂(lè )和專(zhuān)業(yè)音頻產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理。Dafydd 畢業(yè)于約克大學(xué) (University of York (UK))，他把在音頻和音樂(lè )制造方面的全部知識都傾注了他的工作中，從而有助于設計人員和消費者獲得更清晰的輸入和更高的輸出! |
