嵌入式系统中的IIS音频接口技术

文章摘要： 如晶振频率为16．934 4 MHz，通过384分频为44．1kHz(采样频率就是这么来的)。 位时钟频率=采样频率×数据位×2=44．1 kHz×16×2=1．411 MHz 对于其他频率的晶振或是来自于总线的时钟频率，就要计算出IISC0N中的分频系数了，以最大限度拟合CODECLK。2．3 CODEC控制 目前有SPI、I2C和L3三种总线控制CODEC。L3总线(L3MODE、L3CLOCK、L3DATA)都是由通用的I／O端口来控制的。其中L3接口实际上是一种串行接口，它由3根信号线组成，完成处理器和C0DEC之间的数据和控制信号交换。UDAl341TS就是

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    如晶振频率为16．934 4 MHz，通过384分频为44．1kHz(采样频率就是这么来的)。
    位时钟频率=采样频率×数据位×2=44．1 kHz×16×2=1．411 MHz
    对于其他频率的晶振或是来自于总线的时钟频率，就要计算出IISC0N中的分频系数了，以最大限度拟合CODECLK。
2．3 CODEC控制
    目前有SPI、I2C和L3三种总线控制CODEC。L3总线(L3MODE、L3CLOCK、L3DATA)都是由通用的I／O端口来控制的。其中L3接口实际上是一种串行接口，它由3根信号线组成，完成处理器和C0DEC之间的数据和控制信号交换。UDAl341TS就是采用L3接口的。
    L3DATA：处理器接口数据线。
    L3MODE：处理器接口模式信号线。
    L3CLOCK：处理器接口时钟信号线。
    三种控制方式中以I2C最为常见。其中I2C又分为寄存器方式和I／O模拟方式两种，I／O模拟方式的可移植性好，仅I／0模拟方式的I2C驱动又可分为8位、9位、16位，以及是否带子地址、是否可以连读连写、是否要兼容SCCB总线。
2．4 音量控制节点
    使用音量调节的地方较多。图2是音量控制节点的一般模型。
    ①处的增益由播放器的音量控制功能决定，最大是0dB。也就是说，最多只能还原出原信号强度。
    ②和③处的增益由Coded IC自身控制，WM8731没有产生增益功能，②处容易引入信号失真，一般置为O dB，codec加大音量时主要在③处提高增益。
    ④、⑤处由功放决定，最大也是O dB，便携式功放通常是电流型，靠放大电流去推动扬声器。
    ①+②+③三处的增益和超过O dB时，1 kHz的信号就会产生失真，但是大部分音乐的强度都小于1 kHz测试方波时的强度，所以这三项的和可以比O dB略大，但不能太大，否则会引起信号失真。
    a．应用程序通过调用waveOutSetVolume，与手工在控制面板中调节音量等效。
    b．调节MediaPlay播放器音量时，通过消息跟踪可以判断是否改变了①处的增益，即ARM的DSP数字输出增益。
    c．调节控制面板里的音量时，会发现CODEC的功放寄存器值也会改变。猜想是通过IIS总线实现控制相关寄存器，因为在IoControl消息中没有发现通过I2C改写任何寄存器。
    通过分析调整音量的方法，有图2所示的5个节点可控制，目的是音量最大失真最小：让①处输出增益最大的情况下，②处PCM Volume置为0 dB(此处放大最容易引入失真)，功放置最大时便能获得不失真最大音量了；如果想再增大音量只能牺牲失真度了，人耳最多接收10％THD(Total Hamonic Distortion，总谐波失真)，此种情况下主要靠调节③处的增益。

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3 提高音量的有效方法
    ①在C0DEC与功放不可更改的前提下，选择合适的喇叭至关重要(不同的喇叭效果大不一样)。口径大小不等，纸盆有深有浅。在选择喇叭时一般要求功放的额定功率是喇叭额定功率的2倍以上，喇叭的实际最大承受功率是其额定输出功率的2～3倍。喇叭的灵敏度参数很重要，一般是O．1 W时85 dB左右，还要看额定功率时的灵敏度。灵敏度用来衡量将电能转换为声音的效率，只讲额定功率不讲额定功率时的灵敏度是没有意义的，额定功率下的低灵敏度无益于电阻丝“发热不出声”。
    ②提高功放电压，根据P=U·U／R，很小的提升电压，就能获得平方级的功率提升。如由4 V→6V，功率可提高2．25倍。

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