Étape 2: Le principe
2.1 l’audionumérique
2.1.1 digital Audio Basics
Les principes fondamentaux et les méthodes de la technologie de traitement audio numérique consiste à utiliser l’ADC, le convertisseur numérique analogique, à prélever, quantification, encoder et convertir le signal audio analogique en données numériques et des fichiers à sauvegarder. Bien sûr, pendant la lecture, les données numériques passe par le convertisseur analogique numérique DAC pour restaurer la forme de signal de l’analogie à être joué par le périphérique audio.
Selon le champ d’application du signal audio, la fréquence d’échantillonnage et l’exactitude de la quantification de le 0ADC digital audio analogique varie. Le tableau suivant indique les communes standard :
Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, selon le théorème d’échantillonnage, pour un signal audio avec des qualités différentes, la fréquence d’échantillonnage des ADC audio numérique est deux fois plus haute fréquence signal analogique. En outre, plus la qualité sonore vous avez besoin, les bits de quantification ADC supérieurs. En fait, l’oreille humaine ne peut pas dire les changements de précision de niveau 1/256 (8), mais la qualité sonore du CD, nous utilisons 16 bits de quantification, précision 1/65536. Apparemment, la meilleure qualité sonore une audio numérique a, plus la quantité de données, il doit s’occuper. En ce qui concerne un deuxième signal sonore, quand c’est une qualité au niveau du téléphone numérique audio, la quantité de données est 8 k octets avec chaque octet stocké la valeur de niveau d’un point de prélèvement. Pour obtenir un son numérique de qualité CD-niveau, la quantité de données pour chaque seconde est 88,2 k ; ce montant est 176,4 Ko pour une stéréo deux canaux.
Le fichier de données audionumériques plus typique est WAV, ce qui est surtout à l’aide de la PCM original codant pour stocker les données brutes pour chaque point de prélèvement. Sans aucune compression, maintenant nous avons reçu une carte son (intégrée ou autonome) avec port de construire-dans le microphone, avec le soutien de la plate-forme WINDOWS, nous pouvons enregistrer, c'est-à-dire transformer le son audio numérique et enregistrez-le dans l’ordinateur. Et ce fichier nous sauvés, est au format WAV. Par conséquent, quand nous suivons la vitesse de fréquence d’échantillonnage pour lire les données audio un par un, le fichier est converti en signal analogique par DAC, donc, le son peut être représenté.
2.1.2 WAVE Format Introduction
Format WAVE (extension : wav) est un des formats audio de base utilisés en audio numérique multimédia, qui repose sur le format RIFF comme norme. RIFF est le diminutif de Resource Interchange File Format. Les quatre premiers octets de chaque fichier .wav est « RIFF ».
Fichiers WAVE sont composées de plusieurs segments (blocs). Selon leurs positions dans le fichier, ils sont : morceau WAVE RIFF, morceau de format, morceau de fait (en option), données, morceau de liste (facultatif), etc.. D’abord énumérés ci-dessus, sauf pour RIFF WAVE chunk, de morceau de format, de segment de données, les autres sont facultatifs.
2.1.3 obtenir des données Audio PCM WAV fichiers
Il y a de nombreux fichiers au format WAV sur PC. En fait, ton invite tous les WINDOWS utilise les fichiers au format WAV. Nous pouvons certainement créer tout autre fichier audio il faut avec le logiciel sur le PC. Dans les matériaux, nous fournissons un fichier WAV « talking microcontroller.wav » pour les lecteurs. Vous pouvez utiliser le logiciel WINHEX pour visualiser le contenu spécifique du fichier au format binaire (affiché comme hexadécimal). L’image ci-dessous indique comment afficher le contenu du fichier à l’aide de INHEX.
Selon la présentation précédente du fichier audio au format WAV, vous pouvez trouver la partie de données audio. Les morceaux ont été marquées dans l’image suivante, et les paramètres ont été répertoriés.
2.2 PWM
2.2.1 introduction
PWM, est forme d’abréviation pour « Pulse Width Modulation ». C’est en fait un
une technologie très efficace dans le domaine de l’utilisation de microprocesseur pour contrôler le circuit analogique, largement utilisé en mesure, communication, contrôle de l’alimentation et conversion et beaucoup d’autres domaines.
2.2.2 PWM génération
La fonction plus courante du microcontrôleur est timing. C’est une simple
horloge interne, lors de l’incrémentation d’une certaine valeur, il revient à zéro. PWM génère à partir de ces temporisateurs, sorties haut niveau via l’axe externe. Lorsque la minuterie atteint zéro et que le faible niveau de sortie atteint une autre valeur, vous pouvez inverser les deux valeurs. Par cette méthode, vous pouvez faire à la broche de sortie restent à un niveau élevé dans un laps de temps donné, au lieu de passer ses codes manuellement. Si vous copiez le code pin à travers un filtre passe-bas, vous pouvez obtenir la moyenne.
2.2.3 ADC fonction réalisation
La résistance R et le condensateur C sur le PWM sortie épingles constituent simplement un circuit d’intégration. Lorsque vous filtrez à haute fréquence pour obtenir le lissage, vous pouvez obtenir la sortie audio analogique à la sortie audio. Ici, la sortie PWM basé sur l’exemple que nous fournissons, pour un fichier wav, puisque la fréquence PWM générée est 8kHz, signaux contient de nombreux composants de signal de haute fréquence : plus de 8k. Par conséquent, la fréquence de coupure du filtre passe-bas composé de la résistance R et le condensateur C devrait être autour de 6 kHz afin de filtrer les signaux à haute fréquence de plus de 8 k, uniquement pour conserver les signaux analogiques avec une fréquence inférieure à 4 Hz.
La fréquence de coupure du filtre passe-bas composé de la résistance et
le condensateur est calculé par la formule: F = 1/2∏RC. Présentant les chiffres, voici ce que nous obtenons: 1 / (2 * 3.1415 * 2700 * 0.00000001) = 5897.6 Hz. Ainsi, quand R = 2,7 k, C = 0.01UF, la fréquence de coupure du filtre est environ 5,9 kHz.
