嵌入式系統(tǒng)播放音頻的能力正在成為一個(gè)相當(dāng)普遍的功能。音頻為用戶提供了很好的反饋，但如今有如此多的高保真音頻可用，使用嗶嗶聲和啁啾聲不再削減它。開發(fā)人員當(dāng)然可以使用分立組件和
DAC
從系統(tǒng)中獲得不錯(cuò)的音頻，但音頻編解碼器已經(jīng)變得非常便宜，并且為嵌入式開發(fā)人員提供了廣泛的功能，否則這些功能將耗費(fèi)時(shí)間和成本來實(shí)現(xiàn)。在今天的文章中，讓我們研究一些將音頻編解碼器添加到嵌入式系統(tǒng)的技巧。
技巧 #1 – 使用微控制器作為主時(shí)鐘
音頻編解碼器通常通過 I2S(IC
間聲音)接口連接到系統(tǒng)。許多音頻編解碼器為開發(fā)人員提供了如何為音頻編解碼器生成時(shí)鐘的靈活性。例如，時(shí)鐘源可以由微控制器通過 I2S
總線或連接到編解碼器的振蕩器生成。編解碼器本身可以充當(dāng)主時(shí)鐘源并將時(shí)鐘發(fā)送到微控制器。但是，如果開發(fā)人員想要最大限度地降低物料清單 (BOM)
成本，最簡單的方法是將微控制器設(shè)置為主控并為編解碼器生成時(shí)鐘。這最大限度地減少了成本和組件數(shù)量，并簡化了音頻播放系統(tǒng)。
技巧 #2 – 使用外部音頻放大器
大多數(shù)音頻編解碼器都帶有內(nèi)置音頻放大器。這些放大器通常可以輸出 0.5 到 1.5
瓦之間的任何功率，當(dāng)然也有例外。如果音頻應(yīng)用簡單且不需要大量輸出，則利用內(nèi)部放大器再次節(jié)省 BOM
成本是有利的。然而，在大多數(shù)應(yīng)用中，內(nèi)部放大器無法為應(yīng)用提供足夠的輸出功率或靈活性。出于這些原因，嵌入式開發(fā)人員經(jīng)常使用外部音頻放大器，可以通過揚(yáng)聲器輸出系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整以獲得更好的性能。在這些應(yīng)用中，音頻編解碼器通常設(shè)置為繞過內(nèi)部音頻放大器，因?yàn)樗鼈兺ǔＦ谕?qū)動(dòng)
4 或 8 歐姆負(fù)載。然后使用線路輸出驅(qū)動(dòng)外部音頻放大器。
技巧 #3 – 利用音頻塊調(diào)整揚(yáng)聲器
很多音頻編解碼器是通常包含的數(shù)字塊。這個(gè)數(shù)字音頻模塊允許開發(fā)人員針對他們的應(yīng)用仔細(xì)調(diào)整他們的音頻播放系統(tǒng)。例如，一個(gè)典型的音頻塊可能包含幾個(gè)可編程的低通和高通濾波器以及一個(gè)多點(diǎn)均衡器。這些可編程組件允許開發(fā)人員仔細(xì)調(diào)整其輸出系統(tǒng)，以最大限度地提高音頻質(zhì)量，同時(shí)最大限度地減少系統(tǒng)所需的外部組件數(shù)量。這些組件的編程方式取決于最終應(yīng)用中使用的揚(yáng)聲器的頻率特性以及將使用的音頻類型，例如器樂與人類語音。
技巧 #4 – 將編解碼器配置存儲(chǔ)在表格中
音頻編解碼器的配置通常通過 I2C 總線傳輸，而數(shù)字音頻流則通過 I2S
接口傳輸。大多數(shù)音頻編解碼器都有幾十個(gè)寄存器，需要配置這些寄存器才能使編解碼器按照應(yīng)用程序需要的方式運(yùn)行，嵌入式開發(fā)人員存儲(chǔ)此配置信息的一個(gè)好方法是將配置表保存在
EEPROM 或閃存中，然后在系統(tǒng)初始化期間將該表加載到 RAM 中。然后，如果需要調(diào)整系統(tǒng)性能，例如調(diào)整當(dāng)前音量，用戶可以修改 RAM
值。在啟用音頻播放系統(tǒng)之前的初始化期間，可以通過 I2C 發(fā)送初始配置，然后可以根據(jù)需要提供單獨(dú)的寄存器更新。
技巧 #5 – 在 PCB 上添加備用電容封裝
電容很重要，因?yàn)橛袝r(shí)揚(yáng)聲器需要拉出“大量”瞬時(shí)能量，而電容充當(dāng)能量儲(chǔ)存器。電容太小，揚(yáng)聲器可能無法按需要移動(dòng)，因此會(huì)產(chǎn)生耳朵聽得見的音頻缺陷。確保有足夠的唯一方法是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測量。沒有人愿意浪費(fèi)
PCB 旋轉(zhuǎn)以確保有足夠的電容，因此一個(gè)好的做法是按照您的預(yù)期設(shè)置電容，但添加一些額外的并行封裝，以防您需要調(diào)整所需的電容量。
結(jié)論
高保真音頻正成為許多系統(tǒng)的要求，因?yàn)樗鼮橛脩籼峁┛陕牱答?，有助于他們了解系統(tǒng)的狀態(tài)。嵌入式開發(fā)團(tuán)隊(duì)第一次與音頻編解碼器合作時(shí)，他們可能會(huì)感到害怕，但事實(shí)是，它們并不像從數(shù)據(jù)表中第一眼看到的那樣糟糕。
