嵌入式系统中的IIS音频接口技术

文章摘要： ③改善音腔设计。 ④原则上不建议以牺牲保真度来换取音量。如不得已而为之，使用时也要严格控制在THD<10％。3．1 功放与扬声器的匹配和选择 功放的输出功率一定要大于喇叭的输出功率，否则不但会影响声音效果，而且会加速功放的损坏。如选择的喇叭阻抗比功放的输出阻抗高时，将影响放大器的输出功率；而当喇叭的阻抗过低时(如低于4Ω)，使用的功率放大器与额定的输出功率又不相匹配，这种情况下失真将增大。如果喇叭的阻抗符合要求，额定功率又比功放的额定功率稍小，失真就相对小，喇叭的声音质量就好。 扬声器的选择： ①口径大，纸盆深，转换效率就高，承受功率也越大；口径小，纸盆过

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    ③改善音腔设计。
    ④原则上不建议以牺牲保真度来换取音量。如不得已而为之，使用时也要严格控制在THD<10％。
3．1 功放与扬声器的匹配和选择
    功放的输出功率一定要大于喇叭的输出功率，否则不但会影响声音效果，而且会加速功放的损坏。如选择的喇叭阻抗比功放的输出阻抗高时，将影响放大器的输出功率；而当喇叭的阻抗过低时(如低于4Ω)，使用的功率放大器与额定的输出功率又不相匹配，这种情况下失真将增大。如果喇叭的阻抗符合要求，额定功率又比功放的额定功率稍小，失真就相对小，喇叭的声音质量就好。
    扬声器的选择：
    ①口径大，纸盆深，转换效率就高，承受功率也越大；口径小，纸盆过浅，高频响应就不好。
    ②用手轻按同样口径的纸盆时，比较费力的扬声器谐振频率高，动态范围较大。
    ③坚硬、密实纸盆的扬声器，高频性能一般较好；粗疏、柔软纸盆的扬声器，音质一般较柔和。
    ④放大器应该有足够的功率输出，尤其是晶体管放大器。扬声器的最大输出功率应该是其额定功率的3倍以上，并且扬声器的最大输入功率应该等于放大器的输出功率，以保护扬声器的安全。
    ⑤阻抗匹配是最基本的要求：对于Class D类功效，由于PWM易引起高频干扰，因此还要考虑合适的感抗，以起到滤波作用。如图3所示，线圈的阻抗和感抗组成了一个低通滤波器，理想情况下将阻隔PWM产生的高频谐波干扰。这里选择增益为一3 dB时的频率作为高频的截止点fc=RL／2πL。当阻抗为8Ω时，令截止频率为20kHz，则有L=RL／2πfc=8Ω／(2π×20 kHz)=64μH。8 Ω的便携式扬声器感抗为20～100μH。如果实际感抗>64μH，将限制带通特性；如果实际感抗<64μH，截止频率会>20 Hz，此时又会引入噪声。所以，选择扬声器时感抗要尽量接近64μH；对于AB类功放，则不作严格要求。

3．2 音腔设计
    好的音腔，同样的功率下，音量会更大。
    ①音腔内要平，不要有高低不平的落差感。
    ②出音孔是音腔面积的15％～20％(手机中常用的)。
    ③音腔要尽量深，形成“V”型出音，效果较好。
    ④前后音腔要隔开，以免前后声音互相干扰。这个原理和喇叭放出的声音比起喇叭装在箱子里面的声音要小很多的原因一致。
    ⑤前音腔：扬声器前面音腔的大小主要由扬声器上面的泡棉高度所决定，一般来说至少要留O．2 mm的泡棉。前音腔主要对高频声音有所影响，对于SPL(SoundPressure Level，声压级)影响不是太大。
    ⑥后音腔：要足够大，如果能够达到手机喇叭的等效声容积的2倍的水平最好；更大的后音腔使得扬声器在低频可以得到更好的效果。
    ⑦前音腔和出音孔要设计合理、恰当：前音腔和出声孔形成一个Helmholtz共鸣器，会在某个频率点出现谐振峰。若不是特殊设计，可以把该谐振峰调整到高频端(>10 kHz)，相应地就要求前腔浅，出音孔面积大；若有特殊设计要求，譬如为了提高响度，可以把谐振峰调整到3．4～6 kHz，不过带来的结果将是声音偏单调，而且对音源的要求会苛刻。
    ⑧密封性：最基本的是要让扬声器的前音腔和后音腔分开，保证良好的密封性(尽可能地保证手机音腔的密封性)。良好的密封性使得扬声器在低频段可以得到更好的效果(可以得到更大、更柔美的声音)。

4 音效测试
    由于人耳对音频发声的感官不尽相同，且主观差异较大，曾想写一篇文章，专门介绍音效的评测及控制方法，需控要什么样的仪器，实验方案如何。但由于实验条件和本人能力有限，加上专业性很强，不敢写也怕写不好，只好作罢。以下是Wolfson Microelectronics plc Jason Fan所列(仅供参考)，同时期待这类文章早日出现。

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