非均匀量化法在I2S与PCM接口中的应用解析

本文主要介绍了非均匀量化法在音频数据处理中的应用，以及I2S和PCM两种重要的音频数据传输标准及其接口应用。 非均匀量化法是一种解决信号大小不一致导致信噪比问题的技术。在均匀量化中，大信号和小信号的相对误差差异较大，这不利于小信号的信噪比提升。非均匀量化通过使用不同的量化间隔，对小信号采用更小的间隔，大信号使用更大的间隔，以改善小信号的信噪比，同时保持系统的简洁性和经济性。压缩与扩张法是实现非均匀量化的常见手段。 I2S总线是由飞利浦公司为数字音频设备间传输数据而设计的，主要用于多媒体系统。它包含三条主要信号线：SCK（串行时钟），用于传输每一路音频数据；WS（字段选择或帧时钟），用于切换左右声道；SD（串行数据），承载用二进制补码表示的音频数据。此外，还有MCLK（主时钟或系统时钟），通常是采样频率的256倍或384倍，用于系统同步。I2S接口支持不同数据格式，如左对齐、右对齐和I2S格式，其中I2S格式的数据最高位在LRCK变化后的第二个SCLK脉冲出现。 DIRIC（LC890561W）芯片支持I2S格式的输出，并可设定为三种数据格式的工作模式。在I2S接口中，可以有主机和从机的角色区分，主机负责产生SCK和WS信号，而从机接收数据。在多设备连接的场景下，可能存在多个主机和从机，这时可以引入一个单独的控制器来生成时钟和声道选择信号，以协调整个系统。 PCM（脉冲编码调制）原理在数字通信系统中扮演关键角色，它将模拟信号转换为数字信号，以便在数字信道中传输。在这个过程中，模拟信号被采样，然后量化为离散的数值，最后编码成二进制数据。PCM接口应用广泛，适用于多种音频设备，如ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）之间的通信。 总结来说，非均匀量化法优化了音频数据的量化过程，提高小信号的质量，而I2S和PCM则提供了高效、标准化的数字音频传输方案，确保了数据的准确性和实时性。