WM8978编解码器与模拟/数字音频接口的音频电路设计详细说明
时间:2025-06-24 11:52:52 来源:新华社
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音频电路设计01_比利比利_bilibili。

音频电路设计。

1、基本介绍音频。

1.1、设备。

1.1.1、音频接口。

型号:ABA-JAK-038-K44。

电脑主机上的音频输出插座,一个是。粉色,用于连接麦克风或麦克风。,一个是。绿色,用于连接扬声器或耳机。。

不使用的音频元件选择,物理尺寸不同,原理图包装不同!

1.1.2、耳机(听筒)。

耳机(Headphone),也叫耳筒或听筒󿀌一对转换单元,它接收媒体播放器或接收器发出的电信号,使用靠近耳朵的扬声器将其转化为可听的声波。将电信号转换为声音设备。

工作原理:音频信号࿰通过在永久磁场的线圈中c;交变磁场(相互作用力),从而驱动听筒的发音膜振动发出声音。

4。耳机�的段比3段多;麦克风)功能。

(#xff1检测圆柱插孔的方法a;常开检测和常闭检测)

1.1.3、扬声器(小喇叭)

将电信号转换为声音设备。

工作原理:音频信号࿰通过在永久磁场的线圈中c;交变磁场(相互作用力),从而驱动听筒的发音膜振动发出声音。

听筒的电阻相对较大:15-30欧#xff1b;扬声器阻力:8-15欧。

电阻值越小,#xff0c;功率越大�声音越大。

1.1.4、咪头(麦克风)。

咪头,将声信号转换为电信号的能量转换器件。,与喇叭正好相反的设备(电→声)。又名咪芯＀,又名咪芯�麦克风,麦克风,传声器。


1.2、模拟音频和数字音频。

有两种类型的音频:模拟音频和数字音频。

模拟音频󿀌是功放输出,驱动扬声器和扬声器的音频。模拟麦克风采样的数据也是模拟音频。通常有两个信号:单端或差异。

数字音频󿀌喇叭不能直接驱动#xff0c;必须通过DAC转换为模拟音频,只能发出声音。数字音频有更多的接口,目前I2S比较常见、PCM、PDM和TDM接口。

1.2.1、模拟音频。

࿰在硬件产品中c;主要用于模拟音频:喇叭播放声音,Line-in外接音源、麦克风输入等。模拟信号通常用于设备外的音频传输。

1.2.2、数字音频。

设备内音频传输的智能硬件产品#xff0c;采用I2S、PCM、TDM、数字接口,如PDM。

a、I2S速度快,专门用于传音乐。

I2S(Inter-IC Sound Bus)总线,也称为集成电路内置音频总线;

I2S。#xff1有三个主要信号a;

1。、串行时钟SCLK,也叫时钟(B。CLK。)

2。、帧时钟。LR。CK。,用于切换左右声道的数据。

3。、SDATA串行数据。,是用二进制补码表示的音频数据。

b、PCM/TDM,主要用于语音传输。

这里的PCM是指PCM接口。类似于I2S,也是4根线󿼌语音数据(通常用于AP处理器和通信MODEM之间的传输;是双向呼叫数据)。

c、PDM,只有两条线󿀌传音乐,编码方法不同于I2S。

PDM接口࿰用于许多数字麦克风c;有两条线:数据和时钟。PDM接口和I2S最大的区别在于编码方法不同。

d、其他数字接口:USB。

除上述࿰外c;在许多外部音频模块上,使用USB音频。

1.3、编解码芯片。

编码:麦克风将声音转换为电信号,发送到芯片内部󿀌编码处理。

解码:播放音乐󿀌或者在听对方通话时󿀌电信号转换为声音。

音频采集过程:

音频播放过程:

2、WM8978-凌云逻辑#xff08;★)

WM8978。 是低功率立体声编解码器,集成式前置放大器࿰适用于立体声差分麦克风c;并包括适用于扬声器、耳机和差异或三维声线输出的驱动器。

2.1、结构及功能框图。

2.2、管脚定义。

2.2.1、电源信号。

管脚符号。

类型。

描述。

DGND。

Supply。

Digital ground。

DCVDD。

Supply。

Digital。 core。logic supply。

DBVDD。

Supply。

Digital。 buffer。(I/O) supply。

SPKGND。

Supply。

Speaker ground。 (feeds speaker amp and OUT3/OUT4)。

SPKVDD。

Supply。

Speaker supply。 (feed speaker amp only)。

AGND。

Supply。

Analogue ground。 (feeds ADC and DAC)。

AVDD。

Supply。

Analogue supply。 (feeds ADC and DAC)。

VMID。

Reference。

Decoupling for ADC and DAC reference voltage。

2.2.1、模拟信号。

管脚符号。

类型。

描述。

LIP。

Analogue input。

Left Mic。Pre-amp positive input。

LIN。

Left Mic。Pre-amp negative input。

L2/GPIO2。

Left channel line input/secondary mic pre-amp positive input/GPIO2 pin。

RIP。

Right Mic。Pre-amp positive input。

RIN。

Right Mic。Pre-amp negative input。

R2/GPIO3。

Right channel line input/secondary mic pre-amp positive input/GPIO3 pin。

AUXL。

Left Auxillary input。

AUXR。

Right Auxillary input。

OUT4。

Analogue Output。

Buffered midrail Headphone pseudo-ground, or Right line output or MONO mix output。

OUT3。

Buffered midrail Headphone pseudo-ground, or Left line output。

ROUT2。

Second right output, or BTL。 speaker。driver positive output。

LOUT2。

Second left output, or BTL。 speaker。driver negative output。

ROUT1。

Headphone。or Line Output Right。

LOUT1。

Headphone。or Line Output Left。

MICBIAS。

Microphone Bias。

2.2.3、数字信号。

I2S/PCM  audio interface。

管脚符号。

类型。

描述。

LRC。

Digital I/O。

DAC and ADC Sample Rate Clock。

BCLK。

Digital I/O。

Digital Audio Port Clock。

ADCDAT。

Digital Output。

ADC Digital Audio Data Output。

DACDAT。

Digital Input。

DAC Digital Audio Data Input。

管脚符号。

类型。

描述。

MCLK。

Digital Input。

Master Clock Input。

输入主时钟。

管脚符号。

类型。

描述。

CSB/GPIO1。

Digital I/O。

3-Wire Control Interface Chip Select/GPIO1 pin。

3。选择线微处理器片/通用输入/输出1。

SCLK。

Digital Input。

3-Wire Control Interface Clock Input/2-Wire Control Interface Clock Input。

3。输入线/2线微处理器时钟。

SDIN。

Digital I/O。

3-Wire Control Interface Data Input/2-Wire Control Interface Data Input。

3。输入线/2线微处理器数据。

MODE。

Digital Input。

Control Interface Selection。

选择控制接口。

2.3、WM8978硬件设计要点。

2.4、WM8978硬件实战(★)。

3、WM8960。

3.1、硬件实战。

3.2、WM8960设计注意事项。

3.3、WM8960硬件实战(★)。

3.3.1、WM8960硬件实战。
3.3.2、WM8960。

4、音频电路设计要点。

5、layout设计要求。

5.1、布局要求。

1。、接口靠近板边放置󿀌避免其它高速信号。

2。、为防止数字噪声对敏感模拟电路的干扰,两者必须分开。尽可能将数字电路与模拟电路中的音频电路分开。

3、元件布局使音频信号的路径最短,音频放大器应尽可能靠近耳机插孔和扬声器c;使D类音频放大器的EMI辐射最小,耳机信号的耦合噪声最小。模拟音频信号必须尽可能靠近音频放大器的输入端,最小化输入耦合噪声。所有输入引线都是RF信号的天线,缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。

4、滤波器电容靠近电源管脚。

5、PCB的一个区域布置模拟电路,数字电路布置在另一个区域,数模分开,间距>1mm。。

5.2、布线要求。

1、MICBIAS信号,或者MIC输入模拟信号或音频输出信号,信号要求均参考GND平面,并且参考的GND平面需要非常“干净”;GND是音频信号(输入输出和MICBIAS)的参考,音频信号的回流路径不会与其他信号一起使用;无论是音频信号还是其回流路径󿀌均远离数字信号;

2、各部件之间的。连接越短越好。,为了减少分布参数和相互之间的电磁干扰。

3。、左右声道(HPL HPR)信号布线按类差处理,线宽宽度≥12mil,并进行包地处理。

6、参考其它附件。

详见视频讲解。

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