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[STM32F7]

STM32F769-Discovery板子音频电路硬件分析

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zhanzr21|  楼主 | 2016-12-12 22:18 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
这板子音频接口丰富, 从分类来讲有5个接口,分别是:
1.标准耳机输出
2.标准麦克风输入
3.喇叭输出

4.PDM麦克风输入
5.SPDIF输入,SPDIF输出
前面三个接在音频片WM8994上, 后面两个直接接在STM32片上
这是这几接口的图:

标准耳机,标准麦克风都是我们日常用的那种电脑用耳麦, 不过要分立的, 如果是二合一的耳麦(手机用那种)则只能当耳机使用.
分立就是耳麦分立:

这种二合一的,只能当耳机使了:


至于SPDIF接口, 是用来跟外部音频设备连接的, 比如你家有功放, 则直接可以把板子的音频接到功放上播放音频. 有功放的同学应该比较熟这个, 现在其实很多笔记本都有这接口, 走的是数字信号,比那种标准耳麦的信号质量要好.
广告上有时直呼这种为同轴接口,有点歧义:


其实WM8994已经有麦克风输入了, 为甚么要在主片上加4个Mic而不直接在WM8994上做Mic呢, 这是为了显摆STM32F769的DFSDM接口.
DFSDM全称是Digital filter for Sigma-Delta Modulators,即ΣΔ调制数字滤波器, 是为了接口PDM格式输入的Mic的
MEMS的Mic就是PDM格式输出的, 板子上的Mic就是ST自己做的这种Mic:MP34DT01


这种Mic的特点就是抗噪音强,输出格式是PDM而非那种传统Mic的模拟信号要用ADC采样, STM32F7的DFSDM接口可以吃这种格式输出之后转换为PCM格式内部使用.(DFSDM也可以吃 Σ∆格式的输入)
简单讲PCM就是ADC对模拟信号采样得到的信号:

而PDM就是用脉冲密度来编码模拟信号,有更好的抗干扰性能:

从PDM到PCM有公开的算法可以转换,而STM32F769有硬件转换的功能,自然性能要好很多.
最后看看这板子音频部分的电路图:

注意看4个PDM的Mic,有两个的LR直接10K拉高,另外两个直接拉地, 这样DFSDM_DATIN1与DFSDM_DATIN5两个接口都是完整的立体声输入(奇数CLK与偶数CLK分别采样一个Mic的信号).
硬件先分析到这里, 后面有心得体会再发帖子.


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colin2135 打赏了 1.00 元 2016-12-13
理由:不错啊,希望版主大人再多分享!!!

30
小曾1220| | 2017-2-21 08:50 | 只看该作者

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29
zhanzr21|  楼主 | 2017-2-18 23:24 | 只看该作者
xietingfeng 发表于 2017-2-18 21:22
使用操作系统吗?

音频处理跟操作系统没有什么关系, 就是采样,滤波,计算,变换,缓冲, 输出
有没有OS没有很大区别

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28
xietingfeng| | 2017-2-18 21:23 | 只看该作者
这个噪声处理的比较光滑

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27
xietingfeng| | 2017-2-18 21:22 | 只看该作者
使用操作系统吗?

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26
zhanzr21|  楼主 | 2017-2-3 09:51 | 只看该作者

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25
zhanzr21|  楼主 | 2017-2-3 09:50 | 只看该作者
icecut 发表于 2017-1-25 05:12
写的真不错,厉害

多谢小i夸奖

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24
zhanzr21|  楼主 | 2017-2-3 09:47 | 只看该作者
lzmm 发表于 2017-2-1 23:25
这个discovery集成了这么多电路吗?

这只是音频一部分, 还只是板子很小一部分呢

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23
lzmm| | 2017-2-1 23:25 | 只看该作者
这个discovery集成了这么多电路吗?

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22
lzmm| | 2017-2-1 23:20 | 只看该作者
这个是哪个评估板子?

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21
zhanzr21|  楼主 | 2017-1-28 22:53 | 只看该作者
本帖最后由 zhanzr21 于 2017-2-3 09:01 编辑
uiint 发表于 2017-1-28 18:49
STM32F769是基于哪个内核的处理器?

Cortex M7

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20
uiint| | 2017-1-28 18:49 | 只看该作者
STM32F769是基于哪个内核的处理器?

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19
uiint| | 2017-1-28 18:47 | 只看该作者
音频信号处理

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18
zhanzr21|  楼主 | 2017-1-27 00:24 | 只看该作者
扬声器: 2W 立体声(2 x 2W)
耳机: 5.3mW

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17
pixhw| | 2017-1-26 22:03 | 只看该作者
这个输出功率怎么样

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16
pixhw| | 2017-1-26 22:02 | 只看该作者

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15
icecut| | 2017-1-25 05:12 | 只看该作者
写的真不错,厉害

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14
zhanzr21|  楼主 | 2017-1-23 00:34 | 只看该作者
用DAC直接驱动耳机的话, 最好用个3.3uF的电容把直流隔离掉,不隔离其实也没问题,DAC直流驱动电流不大,隔离了更保险

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13
zhanzr21|  楼主 | 2017-1-22 14:35 | 只看该作者
这个实验用不着看什么别的文档了 看看我发的几个音频的帖子 加上做几个实验就知道了
直接用DAC可以驱动耳机的, 只是高阻抗的耳机表现更好一点
如果外加一级运放或者管子做驱动效果更佳
至于三角波 正弦波 都可以 不同音效而已 据我的实验来看 正弦波听起来比三角波 方波都要正常
我之前发过这内容的帖子 生成不同波形 只是我通过Codec播放的 你一定要通过DAC驱动是没有问题的 只是音效差别而已 实际上Codec就是个I2S接口的专为音频优化过的DAC, 很多文档直接称之为音频DAC

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12
zjh2009| | 2017-1-22 13:28 | 只看该作者
本帖最后由 zjh2009 于 2017-1-22 13:32 编辑

楼主对音频的研究很深入呀。我有几个最最简单的问题想询问一下。如果用DAC模拟简单的声音,那如何控制音量,控制音调。当然我是说用STM32的DAC引脚,直接连接耳机。我不清楚基本电压稳定在几V,然后在其上叠加振幅是多少的波形合适。如果发纯音是发三角波还是正弦波。
有没有相关的好**伙子资料能够推荐一下,谢谢

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11
zhanzr21|  楼主 | 2017-1-21 19:39 | 只看该作者
用的是Codec, 只是个接口芯片,  能不能做音频识别看F769上的软件了,
硬件只是把数据读回来, 识别要靠软件算法,
硬件采样的速率很高, 从硬件方面来讲不存在瓶颈

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