嵌入式音频处理基础

　　为了使PWM音频达到相当好的质量，PWM的载波频率应该至少12倍于信号的带宽，而且定时器的分辨率(即占空比的间隔时间)应该有16位。由于载波频率的需求，传统PWM音频电路曾经被用于窄带音频，比如超重低音。但是，利用目前的高速处理器，就可以扩展到更宽的音频谱。

　　PWM流必须经过低通滤波，以去除高频载波。这通常是用驱动扬声器的放大器电路来完成。D类放大器已经被成功地用于这种结构。当不需要放大时，一个低通滤波器就足以用作输出级。在一些低成本应用中，声音的品质不是那么重要，就可以把PWM流与扬声器直接相连。在这样的系统中，扬声器纸盆的机械惯性充当了滤除载波频率的低通滤波器。

音频转换器的简要背景

　　音频ADC

　　完成A/D转换可以有许多种方法。一个传统的方法是逐次逼近的方案，该方案使用一个比较器对模拟输入信号与一连串中间D/A转换输出之间的比较结果进行检测，然后得到最后的结果。

　　但目前的大多数ADC都是Σ-Δ转换器。这种转换器不是使用逐次逼近的方法来产生很高的分辨率，而是使用了1位的ADC。为了对这个减少了的量化等级数进行补偿，这些转换器在比Nyquist频率高得多的频率下进行过采样操作。把这些过采样的1位样点流转换成一个较低速率、较高分辨率的样点流是使用这些转换器内部的数字滤波模块完成的，目的是为了适应传统PCM流的处理。例如，一个16位44.1kHz的Σ-Δ ADC可以用64倍的过采样率，产生一个速率为2.8224MHz的1位样点流。然后用一个数字抽取滤波器把这个超级采样的样点流转换成一个速率等于44.1kHz的16位样点流。

　　由于对模拟信号的过采样操作，Σ-Δ ADC放宽了对用来限制输入信号带宽的模拟低通滤波器的性能要求。这些转换器还具有将输出噪声分布在比传统转换器更宽的频谱内的优点。

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