大连智能语音播报:PWM实现语音播放原理

2022-09-14 14:09:58 中企动力优化 8

  大连智能语音播报开发商表示大多数微控制器上播放音频都是采用DAC进行输出,因为微控制器上都不会去带CODEC编解码芯片,但是DAC不是每个芯片都会存在,如果没有DAC,那又该怎么办呢?于是PWM就成了一个不错的选择。因为一般的微控制器板子都会有PWM,这样的设计大大简化了语音设计的门槛。其原理就是PWM可以变成一个DAC,然后进行语音信号的输出,经过功率放大器,经过喇叭,则可以将数字信号变成声音信号正常输出了。

  1.声音原理:

  大连智能语音播报开发商表示学过物理知识的都知道,声音其实是一种波,通过空气振动等弹性介质传递到人的耳朵里引起耳膜震动,牵动大脑的听视觉神经,经过大脑处理后,就会产生听觉。

  人能够分辨的声音的频段为最低20Hz到最高20KHz。音调、响度和音色,响度是由声源振动的幅度决定的,振幅越大,响度越大;音调的高低和振动的频率有关,频率越高,音调越高;音色不同,波的特征也不同。

  大连智能语音播报开发商表示既然声音是一种波形,波则有两个特征:频率和振幅。对于单片机来说,表述这两个概念则需要一定的技巧,频率是单片机本来就具有的特性,可以通过时钟产生特定频率的信号,对于振幅,数字信号0与1该如何表述呢?可以通过位宽深度来进行表述,比如8位的位宽深度则可以表达的量化数据为0-256之间的数据,对于数字信号,声音数据也有采样的位宽,所以这个也可以用单片机描述,DAC则可以用来做这个,结合定时器产生特定的频率从而让机器发出声音。

  2.DAC产生声音的原理是什么

  大连智能语音播报开发商表示要想真正理解DAC是如何工作的,必须首先了解什么是模拟信号,模拟信号是一个不断变化的电压,它可以完美的表达不断变化的声波。麦克风可以将传入的声音转换为代表声音的模拟电信号,这些电信号通过扬声器将模拟电信号转换成原始声音。

  那么该如何记录这些模拟信号呢?通过指针的来回移动从而表达出声音的电模拟信号。随着时间的推移,将这种凹槽早已变成和数字信号存储在了硬盘或者各种磁带中,而这些0或者1则表示音频信号的信息。

  对于声音信号,光盘可以存储每秒为44100次的16位深度量化二进制数据(16bit/44kHz)。于是在进行DAC输出的时候,我们也可同样采用16位宽的DAC进行采样,然后以44kHz的频率将声音信号转化出来,这需要启用一个16位宽的DAC和一个定时器即可,定时器用于控制声音输出的频率,如采样率位44.1KHz,则按照该时钟频率输出即可。