瑞芯微 | I2S-音頻基礎(chǔ) -1

嵌入式專欄

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11. 音頻常用術(shù)語(yǔ)名稱含義ADC（Analog to Digit Conversion）模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)AEC（Acoustic Echo Cancellor）回聲消除AGC（Automatic Gain Control）自動(dòng)增益補(bǔ)償，調(diào)整MIC收音量ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）高級(jí)Linux聲音架構(gòu)ANS（Automatic Noise Suppression）背景噪音抑制，ANS可探測(cè)出背景固定頻率的雜音并消除背景噪音BCK（Bit Clock Line）位時(shí)鐘，對(duì)應(yīng)數(shù)字音頻的每一位數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)稱為SCK（Serial Clock），串行時(shí)鐘。SCK=2x采樣頻率x采樣位數(shù)CodecCoder/DecoderDAC（Digit to Analog Conversion）數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)DAI（Digital Audio Interface）數(shù)字音頻接口DAPM（Dynamic Audio Power Management）動(dòng)態(tài)電源管理，DAPM可使基于linux的移動(dòng)設(shè)備上的音頻子系統(tǒng)，在任何時(shí)候都工作在最小功耗狀態(tài)DRC（Dynamic Range Control）動(dòng)態(tài)壓縮，將音頻輸出控制在一定范圍內(nèi)DSPDigital Signal ProcessorEQ（Equaliser）均衡器，通過(guò)對(duì)聲音某一個(gè)或多個(gè)頻段進(jìn)行增益或衰減，達(dá)到調(diào)整音色的目的I2S（Inter-IC Sound）IC間傳輸數(shù)字音頻資料的一種接口標(biāo)準(zhǔn)，采用序列的方式傳輸2組（左右聲道），Codec與CPU間音頻的通信協(xié)議/接口/總線LRCK（Left-Right Clock）幀時(shí)鐘，用于切換左右聲道數(shù)據(jù)，0：左聲道；1：右聲道。標(biāo)準(zhǔn)稱為WS(World Select)，聲道選擇；或稱為FS（Frame Sync），幀同步；LRCK的頻率=采樣頻率MCLK（Master Clock）主時(shí)鐘，一般MCLK=256*LRCK。不是I2S標(biāo)準(zhǔn)中的一部分，主要用來(lái)同步模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部操作Mixer混音器，將來(lái)自不同通道的幾種音頻模擬信號(hào)混合成一種模擬信號(hào)Mono單聲道Mute消音，屏蔽信號(hào)通道OSS(Open Sound System)開(kāi)放聲音系統(tǒng)，老的Linux音頻體系結(jié)構(gòu)，被ASLA取代并兼容PCM（Pulse Code Modulation）脈沖編碼調(diào)制，一種從音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，區(qū)別于PCM音頻通信協(xié)議；I2S是PCM的子集ramp逐步增加或減少音量等級(jí)，避免聲音急速變化，用于暫�；蚧謴�(fù)音樂(lè)SSI（Serial Sound Interface）
Stereo雙聲道TDM（Time Division Multiplexing）時(shí)分復(fù)用。I2S最多只能傳2聲道數(shù)據(jù)，TDM最多支持16通道2. Pcm （playback 、capture）PCM 是英文 Pulse-code modulation  的縮寫，中文譯名是脈沖編碼調(diào)制。PCM就是要把聲音從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的一種技術(shù)，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是利用一個(gè)固定的頻率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)的幅值按一定的采樣精度進(jìn)行量化，量化后的數(shù)值被連續(xù)地輸出、傳輸、處理或記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)中。
PCM 信號(hào)的兩個(gè)重要指標(biāo)是采樣頻率和量化精度。
通常，播放音樂(lè)時(shí)，用程序從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取音頻數(shù)據(jù)(MP3、WMA、AAC…)，經(jīng)過(guò)解碼后，最終送到音頻驅(qū)動(dòng)程序中的就是PCM數(shù)據(jù)，反過(guò)來(lái)，在錄音時(shí)，音頻驅(qū)動(dòng)不停地把采樣所得的PCM數(shù)據(jù)送回給應(yīng)用程序，由應(yīng)用程序完成壓縮、存儲(chǔ)等任務(wù)。所以，音頻驅(qū)動(dòng)的兩大核心任務(wù)就是：
playback
如何把用戶空間的應(yīng)用程序發(fā)過(guò)來(lái)的PCM數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化為人耳可以辨別的模擬音頻；
capture
把mic拾取到得模擬信號(hào),經(jīng)過(guò)采樣、量化,轉(zhuǎn)換為PCM信號(hào)送回給用戶空間的應(yīng)用程序。
3. 聲音要素聲音三要素 - 音調(diào)、響度、音色
1、音調(diào) “刺耳、低沉”，這其實(shí)是我們對(duì)聲音高低的感覺(jué)描述，這一特征我們稱之為音調(diào)。
在物理定義上，聲音是物體振動(dòng)（比如我們的聲帶）產(chǎn)生的波，而音調(diào)由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定，頻率越高（振動(dòng)越快）則音調(diào)越高，聽(tīng)起來(lái)就越“刺耳”，反之音調(diào)越低、聽(tīng)起來(lái)就越低沉。
我們聲帶的振動(dòng)頻率，約在100Hz~10KHz之間，基本對(duì)應(yīng)于常說(shuō)的男低音至女高音的頻率。
而我們耳朵的聽(tīng)力范圍僅限于頻率20Hz ~ 20KHz，低于或者高于這個(gè)頻率范圍的聲音，分別被稱為次聲波（＜20Hz）和超聲波（＞20KHz），無(wú)法被人耳感知。不難發(fā)現(xiàn)，雖然人耳的感知范圍有限，但人類的發(fā)聲頻率完全包含于人耳的感知范圍之內(nèi)，這意味著任何人說(shuō)的話，總能被耳朵捕捉到，每個(gè)人都有發(fā)聲的權(quán)力，也總有一雙耳朵能傾聽(tīng)到你的聲音。