Edit online

Audio Codec 信号通路

16 Aug 2024
Read time: 2 minute(s)


图 1. Audio Codec 信号通路
Audio Codec 信号通路中：
  1. RXFIFO_ADC_EN 控制 ADC 通路的数据。
  2. 使能 ADC 通路可将 ADC 通路的数据写入 RXFIFO0。
  3. 通过 RXFIFO_CH0_EN /RXFIFO_CH1_EN，分别控制 DMIC 通道的左/ 右声道的数据填入 RXFIFO1。
    • DMIC 左声道的数据（即 DMIC_CLK 为低时的 DMIC_DATA 数据）填入 RXFIFO1 的 Channel0。
    • DMIC 右声道的数据（即 DMIC_CLK 为高时的 DMIC_DATA 数据）填入 RXFIFO1 的 Channel1。
    • 如需交叉 DMIC 的左右通道的数据，使用 DMIC I/F 模块的 DATA SWAP 功能，将 DMIC 的左/右声道的数据交换。
  4. 通过 TXFIFO_CH0_EN/ TXFIFO_CH1_EN，分别控制 TXFIFO 中的左/右声道的数据。
  5. 如需交叉 OUT0 通路和 OUT1 通路的数据，可以通过 MIX0、MIX1 的寄存器配置，实现 OUT0/1 通路的数据交换。

Audio Codec 信号通路中的模块功能

Audio Codec 信号通路涉及下列功能模块，其功能如下所示：
  • PGA：
    • 对驻极体麦克风的输入信号进行放大，提高 ADC 的动态范围。
    • 通过寄存器进行配置增益，可配置增益范围为 0~30dB，步进为 2dB。
    • 输入端内置串联电阻 6KΩ，配合外部连接的电容实现高通滤波器，用于滤除低频直流信号。


  • Sigma-Delta ADC：
    • 采用 Mash 2-2 结构，SNR 约 90dB。
    • 过采样率 128 倍。
    • 支持 8KHz/ 16KHz/ 32KHz/ 12KHz/ 24KHz/ 48KHz 以及 11.025KHz/ 22.05KHz/ 44.1KHz。
  • 抽值滤波器：
    • Audio codec 内置两路抽值滤波器，用于 2x DMIC 通路。
    • DMIC 对应的抽值滤波器 Decimation Filter1/2 的下采样可通过寄存器选择为 64/ 128 倍。
  • 高通滤波器：
    • HPF：-3 dB cutoff < 1 Hz
    • 主要用于滤除 ADC Offset，通过寄存器 HPF_EN 使能。
    • 如高通滤波器未使能工作，则直接旁通输入信号到下一个模块。
    • 寄存器 HPF_Coefficient：配置 HPF 的系数。
    • 寄存器 HPF_Gain：配置 HPF 的增益。
  • 数字音量控制 (DVC)：
    • 每个 TX、RX 通路上均有设计独立的 DVC 模块。
    • 通过 DVC_EN 使能。如未使能，则旁通输入信号到下一个模块。
    • DVC 的可调范围为 -119.25 dB 到 71.25 dB，步进 0.75 dB。
  • 插值滤波器 (Interpolation Filter)：
    • 实现 128 倍的上采样，实现抽值滤波器的相反功能。
    • 依次采用半带滤波、CIC 补偿滤波和 CIC 插值滤波。
    • 实现的上采样倍数分别为 2、2、32。经过插值滤波器，得到高采样率的数字信号。
  • Sigma-Delta Modulation：
    • 经过插值滤波后，进行数字 Sigma-Delta 算法，获得 PDM 信号。
    • Sigma-Delta 调制采用两阶 1 bit 结构。
  • PWM：
    • 用于对 PDM 进行调制，调制方式如下：
      • 0 代表 25% 占空比的时钟信号。
      • 1 代表 75% 占空比的时钟信号。

      时钟频率为 PDM 的采样时钟频率，即 128 * FS_OUT。

    • 支持差分模式。如 PWM0 使能差分模式：
      • SPK_OUT0 输出 PWM0。
      • SPK_OUT1 输出反相 PWM0。

      此时 PWM1 应配置为关闭状态。