I2S与PCM接口应用详解:提高信噪比的数字音频传输
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更新于2024-08-17
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本文介绍了I2S总线和PCM原理及其在接口应用中的关键知识点,着重强调了PCM在数字通信系统中的优势以及I2S总线的结构和数据格式。
I2S总线是由飞利浦公司开发的,专门用于数字音频设备间的音频数据传输。它包括三条主要信号线:SCK(串行时钟)、WS(声道选择,也称帧时钟LRCK)和SD(串行数据)。SCK的频率与采样率和采样位数有关,而WS用来切换左右声道,其频率等于采样频率。SD则传输二进制补码形式的音频数据。此外,还有MCLK(主时钟或系统时钟),通常为采样频率的256倍或384倍,用于系统同步。
I2S数据格式有三种常见类型:左对齐、右对齐(日本格式)和I2S格式(飞利浦标准)。在I2S格式中,数据的最高位始终在LRCK变化后的第二个SCLK脉冲处。LC890561W芯片支持这三种数据格式,并能进行相应设定。
在I2S接口的应用中,存在主机和从机的概念。主机通常负责生成SCK和WS信号,而从机接收数据。但也存在多主机或多从机情况下的解决方案,如引入独立的时钟和声道选择信号控制器。
PCM(脉冲编码调制)是数字通信系统中的一个重要概念,它允许模拟信号通过数字化过程进行传输。在PCM系统中,模拟信号经过采样、量化和编码,形成数字信号,这一过程可以有效地抑制噪声积累,因为每个再生器都会去除前一阶段的噪声。同时,PCM系统在组合多种信源传输时表现出良好的灵活性,并便于实现数字信号处理功能,如滤波、压缩和解压缩等。
PCM的工作原理是,首先对模拟信号进行高频率的采样,确保信号的重要特性得以保留;然后,每个采样点的电压被量化成离散的数值;最后,这些数值通过编码转换成二进制数字信号,可以在数字信道上传输。在接收端,数字信号经过解码、反量化和重构,恢复成模拟信号。
总结来说,I2S总线和PCM在数字音频处理和通信系统中扮演着重要角色。I2S提供了一种高效、灵活的音频数据传输方式,而PCM则确保了模拟信号在数字环境中的准确传输,同时具备抗噪声和信号处理的优势。理解这些技术对于设计和实现音频系统至关重要。
2022-07-14 上传
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