Ⅰ 设计一个电路实现把双声道的音频信号压缩成为单声道的音频信号
立体声变成单声道只需要简单的混音即可,无需复杂的压缩转换电路。混音电路网上一搜一大把,最简单的只需几个阻容元件就可搞定,这里就不再贴图了。
基于你所想实现的目标,采用你所设想的方法适得其反,咱来仔细分析一下:
立体声话筒,就需要两个话筒,分别拾取左右声道的信号,在传输过程中也必须使用立体声传输才能保证立体声效果,否则立体声就失去了意义。
大概你是想用一条音频信号线传输立体声拾音话筒的信号,这种传输要看你的音频线是几芯信号线,如果是标准两芯屏蔽线的话,可以两芯分别传输一个声道信号,屏蔽层共地,但如果里面没有独立的两个屏蔽层的话,传输距离最好别使用太远,否则无法保证声道分离度,因为两芯之间会产生一些信号串扰,只能适用于声道分离度要求不太高的使用环境。如果你的信号线是75欧之类同轴电缆,只有一条芯线,那么只能传输单声道信号了,两个话筒的信号只需简单的混音电路,就可以变成混合单声道信号,但是这样一来重放效果是听不出立体声效果的,因此使用立体声话筒也就失去了立体声的意义,最多仅能扩展话筒拾取信号的覆盖环境而已。
如果涉及到压缩,那就是数字电路了,模拟信号是无法进行模拟压缩的,只能转换为数字信号后进行压缩,转换为数字信号后先进行编码处理,经过传输后再进行解码还原为两声道模拟信号,这对于你的使用有点过于小题大作了。
Ⅱ 音频放大电路的原理是什么
输入音源信号转成电信号经过电容放大(功放)电信号经过分流电路转成音信号通过输出(音箱)发生
Ⅲ 如何设计一个音频信号发生电路
MATLAB有强大的音频处理函数和强大的数据处理功能,能够方便地产生各种波形的数据数组,同时通过音频处理函数又可以很方便的将数据数组传递给声音设备,并以特定的采样频率和传输比特位由声卡输出。本文以MATLAB6.5版和Waveterminal 192L声卡为例,介绍了实现T型波信号发生器的方法。
在进行通讯和DSP等试验过程中,信号源是不可缺少的一个工具,很多设备是使用信号源来模拟检测实际目标,来验证设备的功能及可靠性。通常,对于研制单一产品的厂家来说,需要某一固定的信号源即可,在市场上也可以找到性价比合适的产品。但对于某些开发人员来说,单一的信号源远远满足不了要求,他们可能需要各种频率、各种包络和精度的信号源来验证设计的可靠性。设计者通常很难找到完全符合要求的产品,而且价格一般也极为昂贵。此外,大多数信号源可能用一两天,从而造成极大的浪费。因此,自己研制出符合要求、高性价比的信号源成为很多厂家的选择。
使用硬件也可以完成过数字信号源的设计,其实现的大致思路是:先分析信号源的波形,对波形的一周期数据进行采样,存储到ROM中,再使用可编程逻辑器件对采样数据进行重复读取、A/D转换、滤波、放大;如想监测信号质量,对输出进行A/D转换,反馈到可编程逻辑器件进行分析、显示和校正。很多工程师会选择这样的设计思路,所得波形具有可靠性高、易于实现和精度高的优点。然而,是从选择思路、绘制原理图、设计电路板、制版、编程、调试和更改的整个设计周期可能达2、3个月之久,而用MATLAB和声卡去实现则更方便有效。
设计思路和软件实现方法
声卡是将音频输入数据转换为立体声输出的一种设备,输入信号同时也设定了声卡的采样频率和采样位数,普通声卡采样频率通常可选值为8,000Hz、11,000Hz、16,000Hz、22,000Hz和44,100Hz,而高性能的专业声卡的A/D采样频率最高可达96,000Hz,D/A转换频率最高可达192,000Hz。声卡的采样频率可以通过专业软件来进行更改和设置的。声卡输出位数为固定值,包括8位、16位和24位,这个参数标志声卡进行D/A转换时的转换精度,但要使输出信号更接近理想值,还需要高采样频率来做保障。
由于输出是一个T形波信号,具有一定的周期,在T形波以外输出零电平,因此界面设计(见图1)中应包括:中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔,T形波信号周期、采样频率的选择或输入/输出信号位数的选择,以及信号发送、演示、清除、发送暂停、继续和退出系统。其实还有很多软件可以对音频文件进行播放,因此又增加了一个按钮用于产生音频文件。将信号参数输入完全后,可以通过信号演示按钮对波形进行查看。对数据进行修改时,可先用信号清除按钮清空数据,或直接对数据进行修改,对信号发送暂停或继续也可进行控制。
a. 音频数据的产生方法
在应用界面中,共设置了中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔、T形波信号周期、采样频率和传输位共七个参数源,通过MATLAB强大的计算函数将其转换成声卡所能接受的音频数据向量、D/A采样频率以及数据向量的宽度。
Vs:一周期信号数据向量
Vup:上升段信号数据向量,
Vstb:平稳段信号数据向量,
Vdown:下降段信号数据向量;
Vs=[Vup,Vstb,Vdown]
Vup=sin(w×Pup),
Vstb=sin(w×Pstb),
Vdown=sin(w×Pdown),
w=2×3.1416×f。
Pup:上升段信号采样点,
Pstb:平稳段信号采样点,
Pdown:下降段信号采样点。
w:输出信号的角频率,
f:输出信号频率,由应用界面取得。
Pup=[0:point:tup-point]
Pstb=[tup:point:tup+tstb-point]
Pdown=[tup+tstb:point:tup+tstb+tdown-point]
Pt=[Pup,Pstb,Pdown]
point=1/fspl,为采样频率的倒数,中括号及内部数据表示由起始时间到结束时间以point为间隔而产生的数据向量,Pt为采样时间点。
b. 对T型波信号进行演示和信号清除
这两个功能分别由信号演示和信号清除两个按钮来完成,信号演示的实现方法是将采样时间点一周期信号数据向量使用plot函数,以二维图形的形式将信号显示在坐标轴上。坐标轴设置为自动调节,图形界面设置为系统菜单模式,这样可以方便对信号进行编辑、缩放和其它管理。信号清除只是在回调子函数中将中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔和T形波信号周期这5个文本框清零,并对坐标轴进行一个缺省设置,因此所显示的信号在座标轴中就会消失。
c. 对T型波信号进行发送、暂停和继续控制
信号发送是采用MATLAB“sound”函数,该函数的输入参量是音频数据向量、采样频率和转换位数,数据产生方法如上所述。由于信号是连续发送,因此需要使用一个循环对产生的音频信号向量反复读取发送,需要注意的是在函数sound后面需要加一个pause(T)语句,T的单位为秒,为一个信号的周期。加该语句是由于MATLAB是连续执行循环段语句的,并不管声卡是否已执行完一周期信号的D/A转换。发送暂停和发送继续是由一个全局变量对信号发送进行控制,当此全局变量为1时,发送继续,否则发送禁止,但应用此方法的缺点是信号并不能在暂停的时间点继续发送,而是从新的周期开始重复读取音频信号向量。
d. 输出波形文件和退出系统
这个功能由输出文件按钮来完成,是应用MATLAB的wavwrite函数将音频信号转换成.wav文件,文件中也包含了采样频率和数据宽度选项,增加此项的目的是为了能让更专业的音频处理软件对信号进行分析。通过执行应用程序和MATLAB的退出操作,使用“quit”命令退出系统。采用MATLAB的一点不足就是不能将所有的M文件转换成能脱离MATLAB而独立运行的应用程序。
声卡输出波形分析
下面采用界面缺省参数输出信号,即信号周期为29.5kHz,上升段时间为15ms,平稳段时间为70ms,下降段时间为15ms,周期为1s,也可以推算出每周期有900ms是没有信号输出。对信号的采样波形如图2所示,经过仪器分析,时间误差可达到小于0.1ms。
对周期信号的傅立叶频谱分析如图3所示,信号的能量主要集中在29.5kHz的窄带范围内,是符合设计要求的。
信号的信噪比分析:通过对输出0伏值段分析即可判断信号信噪比和噪音信号类型,从而找出消除噪音的方法。对噪音波形进行局部放大,可看出此噪音为频率大于1M的锯齿波,波形如图4所示。
声卡输出噪音分析
Waveterminal 192L声卡的输出信号峰峰值为6V,而噪音信号的峰峰值为40mV,因而信噪比为20log(6000/40)=43.5dB,当数据宽度为8位时,D/A精度为1位;数据宽度为16位时,D/A精度为9位;数据宽度为24位时,D/A精度为17位。而Waveterminal 192L声卡的信噪比为104位,因此,噪音信号主要为电脑本身、电脑辐射和环境噪音。电脑本身的噪音主要来自于主机电源,声卡的电源信号取自计算机主板,因此主机电源的噪音会引入声卡。另外,接收T型波的设备,如被检验设备和示波器等,往往就放在主机旁边,主机的高频辐射会通过机箱缝隙而形成噪音。环境噪音是最容易被忽视的一个部分,因为这是一个频率仅有50赫兹的噪音分量,对于低频输出信号会有很大的影响。
降低噪音的解决方法
a. 通过消除噪声源来减小噪音分量
通过上述分析可知,噪音源主要来自于电脑本身、电脑辐射和环境噪音。选择信噪比较高的主机电源将会对消除噪音源起到重要作用。另外,测试设备再利用信号源时应尽量与主机保持1米以外的距离,以减少电磁辐射对设备的影响。对于环境噪音,当信号频率与50赫兹相差很大时可以忽略环境噪音对设备的影响,但当信号频率接近50赫兹时,应对被检测设备采取适当的屏蔽措施。
b. 采用滤波消除声卡输出的噪音
经实验测定,声卡输出的噪音大于1MHz,因此对于29.5kHz的T形波来说,通过滤波可以轻易地将噪音滤掉,同时还应考虑到环境噪音的影响,因此使用带通滤波器会得到更好的效果。当然,是否采取措施减小噪音,还应根据试验的要求决定,对于要求特别严格的信号源来说,靠MATLAB和声卡也是难以实现的。
本文小结
采用MATLAB和声卡来实现信号源,使设计者能快速实现多种方案,对信号源进行采集、分析和处理都带来了极大的方便。MATLAB有丰富的数据处理函数,可提供任意形式的数据源,同时也有很多音频处理函数支持声卡的运行。MATLAB强大的图形可视化功能可以做出友好的操作界面。使用这种方法实现信号源的不足是受采样频率的限制、噪音的影响较大,因此实际应用时还需使用专门的滤波仪器对输出信号进行处理。所以,用这种方案实现信号源,更适合与对输出信号质量要求不是很高,又需要在很短时间内得到一种或多种信号源的技术人员。
参考文献:
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【2】 Xue Dingyu, Chen Yangquan, System Simulation technology and application based on MATLAB/simulink, Tsinghua press, 2002.
【3】 Fan Yingle, Yang Shengtian, Li Tie, simulink application in detail of MATLAB, people's post-electronics press,2001.
【4】 James R.Armstrong F.Gail Gray,VHDL Design representation and Synthesis(Second Edition),China Machine Press,2002.
【5】 Hou Boting, Gu Xin,VHDL program and digital logic electronics design, XiAn electeonics science institute,1997.
Ⅳ 音频信号放大电路
已经无语,LM324是两运放,LM358是四运放!!!
LM324是四运放,LM358是双运放,这个没搞清还来建议。
正常情况下,音频信号你可以直放用运放放大给ADC转换。但是在对称OCL结构中,由于信号相对地线时会有负信号,所以LM324的电源就要用双电源,但这时运放会输出负压,而ADC在这种普通应用中都是单端结构。 如果采样只采音频交流成份,那LM324的输入用交流耦合直接完成,要果要正能测试直流电压,那就用个精密全波整流,然后给ADC转换。
Ⅳ 实现音频信号数字化最核心的硬件电路是什么
实现音频信号数字化最核心的硬件电路是A/D转换器,即音频编解码器。
A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。D/A(数字/模拟)转换器是编码端把模拟音频信号转换成数字信号,解码端把读取的数字音频信息转换成模拟音频信号输出,供功率放大重放。
(5)音信号电路扩展阅读:
注意事项:
在使用视频编解码器厂家的解码器时,请不要将任何重物放在视频编解码器上面,以免重压之下造成外壳的变形,而导致解码器内部零件的挤压损坏。同时视频编解码器厂家也提醒大家,不要让粉尘、细小颗粒物质、液体顺着机壳的缝隙进入到编解码器的内部。
为了能够延长视频编解码器的使用寿命和质量,大家要定期使用软毛刷子对编解码器的电路板、接插件、机箱风机、机箱等部位进行除尘,需要注意的是在进行机体清洁工作前请大家先将编解码器的电源关闭并拔掉电源。
Ⅵ 音频信号发生器电路应该是什么样子的 啊 什么原理啊
20Hz---20kHz的频率范围的声音人耳朵都可以感知到,所以可以说能产生这个频段的震荡信号的电路都可以称为
音频信号发生器
。所以你要看到的电路应该是多种多样。
RC振荡电路
就是典型的,但是产生的
信号频率
需在音频范围。
Ⅶ 伴音电路是怎样组成的
伴音电路是指伴音信号经过的通路。严格地说,从天线接收信号到扬声器发出声音的所有伴音信号经过的电路都属于伴音电路,而习惯上所说的伴音电路是指第二伴音中频以后伴音信号单独经过的通路。
伴音电路主要由伴音解调电路、音频切换电路、音效处理电路、音频功放电路等几部分组成。伴音解调电路用于将第一伴音中频信号解调为第二伴音中频信号或音频信号;音频切换电路用来对电视音频信号和外部音频信号(如AV音频、S端子音频、Ypbpr音频、VGA音频等)进行切换;音效处理电路用来对音频信号进行美化处理(如环绕立体声、重低音处理等),使声音优美、动听;音频功放电路用来对音频信号进行功率放大,以推动扬声器工作。图中,用虚线框框起的部分称为音频处理电路,在实际电路中,这三部分(伴音解调、音频切换、音效处理)经常集成在一起或部分(如音频切换和音效处理)集成在一起;图中的虚线箭头表示从前端电路过来的信号,可以是第二伴音中频信号SIF2,也可以是经过解调的电视音频信号TVAUDIO,具体是哪种信号,视前端电路的功能而定。
Ⅷ 用运放设计语音信号放大器电路图
第三章
音频放大器的设计功率放大器不仅仅是消费产品(音响)中不可缺少的设备,还广泛应用于控制系统和测量系统中。3.1
设计要求1.输出功率:20w。2.负载阻抗:8ω。3.通频带δfs:
为20hz–20khz。4.音调控制要求:1khz(0db),10khz(±12db),100hz(±12db)5.灵敏度:话筒输入:5mv。
线路输入:0.775v。3.2
设计过程1.
拟定总体方案:
甲类功放的主要优点就是电路简单易行,非线性失真小,适用于小功率的线性音频放大器,现在甲类功放主要用在高档功放产品中。而乙类功放与甲类功放最主要的不同点就是静态电流小,因此无信号时消耗功率小,可获得较高的效率;但是,乙类功放在工作时,由于两只晶体管交替导通与截止,因而,在两管输出信号波形的衔接处,会产生交越失真;而且功放管在从反偏到零偏再转为正偏转换时,随着信号频率升高,输出信号就会在时间上延迟,出现所谓的开关转换失真。因此,在实际hi-fi高保真放音系统中,一般不采用乙类功放,而采用线性失真小的甲类功放或甲乙类功放。甲乙类功放是通过改变偏置的方法来减少交越失真,它将甲类功放的高保真度与乙类功放折衷,从而在一定程度上解决了上述效率高与失真大之间的矛盾。而且甲乙类功放的效率可达到78.5%
,故本次设计采用甲乙类功放。通过对设计要求和设计方案的分析,本课题觉得采用lm1875作为功率放大器。
Ⅸ 实现音频信号数字化最核心的硬件电路是
实现音频信号数字化最核心的硬件电路是C、数字编码器。
信号的数内字化就是将连续变化的模拟容信号转换成离散的数字信号,一般需要完成采样、量化和编码三个步骤。
采样——是指用每隔一定时间间隔的信号样本值序列,代替原来在时间上连续的信号,也就是在时间上将模拟信号离散化。
量化——是用有限数量的近似原来连续变化的幅度值,把模拟信号的连续幅度变为数量有限、有一定间隔的离散值。
编码——则是按照一定的规律,把量化后的离散值用二进制数码表示。
(9)音信号电路扩展阅读:
音频信号处理系统由音频录放磁头组件、音频记录电路、音频重放电路及相应的接口等部分组成。由于音频信号的频带宽度相较于视频信号低很多,而且音频信号处理的原理与磁带录音机一样。
因此音频的录放磁头也采用和磁带录音机工作原理一样的固定放式,当磁带稳定运动并从磁头划过时将音频信号记录在磁带的一侧边缘上。
一些录像机为了改善音频信号的幅频特性,以达到高质量的音频录放效果,也会采用和视频磁头一样的设计,将音频磁头设置到磁鼓上并随之转动。
Ⅹ 音频信号控制输出,电路要简单
这样的电路要经过测试。还有,功放输出的信号要要去掉峰值再稳压,声音断后开始计时(用1电容和大电阻并联即可)