1 设计方案
系统设计框架如图1所示。数字信号处理器选用TI公司的32位浮点DSPs TMS320C6727,A/D转换部分采用2片TI公司的音频模/数转换芯片PCM4204,D/A转换部分采用2片TI公司的音频数/模转换芯片PCM4104,数字信号接收部分选用数字音频接收接口芯片DIR9001。
TMS320C6727大功率电感贴片电感器是TI公司推出的一款专门用于音频信号处理的高速、浮点DSPs。其高达300 MHz的频率再加上32位的浮点处理能力,使得它可以轻松运行各种复杂的音频处理算法,满足系统实时性的要求。另外其本身带有3个McASP接口,支持I2S、TDM、S/PDIF等电感器厂多种音频传输格式,可以实现与其他音频设备的无缝连接。
PCM4204与PCM4104分别是4通道、24位、216kHz采样频率的模/数和数/模芯片。其中PCM4.204支持左校验、右校验、I2S等数据传输格式,且主/从模式可以设置;PCM4104支持左校验、右校验、I2S等数据传输格共模电感式,软静音(soft mute)模式,软/硬两种控制方式可供选择。
DIR9001用于接收采样频率在24~108 kHz之间的双相编码信号,输出格式为I2S、左校验、右校验等。
2 硬件电路
音频系统硬件电路分为音频采集、音频回放和通信3个部分。音频采集部分实现模拟音频信号转换成数字音频信号并传入TMS320C6727;音频回放部分实现数字音频信号从TMS320C6727输出并转换成模拟音频信号驱动扬声器;通信部分实现与其他音频设备间的数据传输。音频数据的采集传输与通信都通过TMS320C6727的McASP口完成。TMS320C6727有3个McASP口:McASP0、McASPl、McASP2口。其中McASP0口有16个串行数据口AXR0~AXRl5,McASPl有6个串行数据口(共用AXR8~AXRl3),McASP2有2个串行数据口(共用AXRl4、AXRl5)。音频采集与回放使用McASPO的AXR0~AXR7,音频数据通信发送采用McASP0的AXRl4,接收采用McASP2口。
PCM4204与PCM4104的时钟由PLL1707组成的时钟电路产生,时钟频率为24.576 MHz(256fs,fs为采样频率)。每个McASP口的接收数据时钟和发送数据时钟是相互独立的,并且都有自己的主时钟(AHCLK),当McASP接口为I2S提供时钟信号时,BCK和LRCK除可以从系统时钟得到外还可以从AHCLK分频得到。
2.1 音频采集电路
音频采集电路连线图由图2给出。因为本文重点不在前端调理电路,所以图中只给出了PCM4204与TMS320C6727的MeASP0口之间的硬件连接关系。
PCM4204与McASPO口之绕行电感间的数据传输格式选用I2S总线。I2S总线有3种主要信号:位时钟(BCK)、帧时钟(LRCK)和串行数据。
PCM4204有Master/Slave(主/从)两种工作模式:当工作在Master模式时,PCM4204产生BCK信号和LRCK信号;当工作在Slave模式时,PCM4204接收BCK信号和LRCK信号。TMS320C6727的McASP接口同样可以接收BCK信号和LRCK信号。考虑到McASP接口的BCK信号和LRCK信号由DSPs的内部时钟分频得到,无法得到音频所需的精确时钟信号,因此BCK信号和LRCK信号由PCM4204产生。为了防止2片PCM4204同时设为Master模式而造成时钟信号混乱,把其中一片设置为Master模式,另一片设置为Slave模式。工作在Master模式的PCM4204同时为McASP0口的接收时钟和另一片PCM4204提供BCK信号和LRCK信号。
McASP0口的AXR0~AXR3设置为接收模式分别与2片PCM4204的信号输出端相连,用于接收从PCM4204发出来的串行数字音频信号。
2.2 音频回放电路 大功率电感厂家 |大电流电感工厂