信Ｉ息ｌ科ｌ学科赫２、云南大学软件学院，云南昆明６５０２００）量，再送给模拟功放驱动扬声器。２．３使用数字功放的音频系统所滑数字功放，是指以用开关电路实现数字音频信号功率放大。最后用滤波器还原成音频模拟信号驱动扬声器的音频功放放大系统。数字功放的优点有：ＤＳＰ在数字音频处理技术中的应用陈兴刚１金鑫３（１、贵州大学电子科学与信息技术学院，贵州贵阳５５００２５摘要：简要介绍了ＤＳＰ技术在数字音频系统中的应用，着重探讨了包含ＤＳＰ芯片的数字音频系统的组成结构。关键词：ＤＳＰ；数字音频系统：ＡＩＤ；Ｄ／ＡＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌｓｉ印ａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，数字信号处理）是一门涉及多学科并广泛应用于众多领域的新兴学科。２０世纪６０．７０年代以来．随若应用系统需要高品质的后处理功能，那么１１也已开发出ＴＡＳ３００ｘ系列的专用数字音频处理器，可执行ｊ卷片内禽的先进滤波算法，并且提供可实时进行的参数配置均衡功能以进行扬声器响应特性修正。为了提高声音的品质和系统的工作性能，无论是个人计算机或是家用音频产品，都已经开始使用最新的数字音频技术。数字音频技术正推动着消费性娱乐产品市场的不断升级，现在越来越多的ＯＥＭ厂商已经在利用这些新技术。把高品质立体音响的杰出音频性能带给个人计算机和家用音频系统。２数宁音频处理系统传统的音频产品．音频的处理大多数都是使用模拟设备．这些设备或部件的体移｛较大、精度低、容易受环境影响，而且元件较易老化从而受到影响。使用数字音频处理器，则使设备体积大大缩小，精度得到提高，且数字设备受环境的影响较少。不会凶老化影响性能。按照输入信号分类．输入信号可以分模拟输入和数字输入两种。由于扬声器是模拟设备，所以一般经过数字处理的信号都要经过一数模转换器ＤＡＣ将其转换成模拟盛，再送给模拟功放驱动音箱。随着数字功放技术的提高．数宁音频系统的输出可以以数字形式输出，省去数模转换器ＤＡＣ的转换过程，以数字功放直接驱动音箱。２．１输人输出皆为模拟最的数字音频系统着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生也得到了迅速的发展。数宁信号处理是利用计算机及专用的处理设备，对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理是嗣绕着数宁信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字（１）在功率转换Ｌ没有采用任何模拟放大反馈电路，从而避免了瞬态互凋失真。（２）数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。（３）效率极高，可达７５％～９０％（模拟功放效率仅为３０％－６０％），在工作时基本不发热。（４）可以采用一般的模拟功放不能使用的开关电源，大大降低了整机的成本、重量和体积。３信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展，反过来，数字信号处理的广泛应用又促进了数字信号处理理论的提高，而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。直到２０世纪７０年代末８０年代初世界上第一个单片可编程ＤＳＰ芯片的诞生，才将理论研究结果广泛应用到低成本的实际系统中。并且推动了新的理论和应用领域的发展。ＤＳＰ的位数对数字音频处理系统性能的影响万方数据ｌ数字信号处理与数字音频处理技术ＤＳＰ广泛地应用于音频信号处理中。例如纠错、多数复用、取样牢转换、语音合成、数据复制、数据压缩、滤波、自适应均衡、动态压缩和扩展、混响、噪声抵消、保密和水印、语音分析等方面均运用到数字信号处理技术。数宁音频信号可以通过ＤＳＰ的算法来实现各种效果，而大多数用户鄙可以很轻易的听出这些效果的不同，如大堂、山洞、水Ｆ等，也可以很清楚的听出电影中子弹在耳边飞过的声音．对于他们来说。这些效果无疑要比音质音频处理系统的动态范围——决定着音质的高低——与所用器件的位数精度有直接的关系。一个达到ＣＤ音质的数字音频处理系统，至少需要９０—９３ｄＢ的系统动态范围，所以应该采用至少１６位的ⅣＤ采样星化输入的模拟音频信号，建立起９５—９６ｄＢ的系统动态范围。而处理器采用１６位的定点单精度ＤＳＰ是不足够的，因为音频的处理过程需要比输入Ａ／Ｄ更宽的动态范围才能容纳计算过程产生的更大或更小的结果，采用１６位的ＤＳＰ必然会因为数据的溢出或截短而产生噪声，从而降低了ＭＤ建立起来的系统信噪比，因此１６位的定点ＤＳＰ仅适用于语音处理或通信系统等动态范围相对较窄的应用。ＣＤ级的高保真音频处理需要ＤＳＰ达到１２０ｄＢ的动态范围，２４位和３２位的定点ＤＳＰ有足够宽的动态范围可以容纳和处理具有９６ｄＢ动态范围的Ａ／Ｄ输入信号而不会产生噪声。２４位定点ＤＳＰ可以提供富余的８位，即４８ｄ８的动态范围，用于无噪声的音频信号处理，而３２位定点ＤＳＰ则可达到１６位９６ｄＢ。更适用于３Ｄ动画等需要更宽动态范围的应用。参考文献【１１谢铿．基于ＤＳＰ的数字音频系统『Ｄ１．广州：广东工业走学硕士学位论文，２００２．【２１陆牧．基于ＤＳＰ的数字音效系统研究ｆＤｌ．武汉：华中科技大学硕士学位论文，２００２．。—个典型的输入输出皆为模拟罱的数字音频系统，输人可以是录音机、收音机、麦克风或其他模拟音频信号，经过ＡＤＣ模数转换器（例如ＴＬＶ３２０ＡＩＣ２３）转换成数字量后。进入ＤＡＰ数字音频处理器（例如ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘ）内进行滤波、均衡以及音罱等控制．还可处理业更令他们好奇、惊叹和向往。现在来看，一个产品，如果它缺乏普通用户喜欢的重要功能（如各种均衡效果、ＡＣ一３解码等），即使它的音质冉好．用户的接受度也是有限的。德州仪器ＴＩ可以提供多种数宁音频方案．在这些完整的数字音频解决方案当中，所有基本的软件与硬件套件都是由１１自行开发，而系统的核心就是１１的ＤＳＰ技术。当应用产品需要译码功能或是更多音频处理功能的时候，界标准的音频格式，包括杜比数码、立体环绕音效、ＡＣ３（Ａｕｄｉｏｃｏｄｅ３），ＤＴＳ（ｄｉｇｉｔＭｔｈｅａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ）。ＭＰ３以及ＡＡＣ（ＡｄｖａｎｃｏｄＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）等。处理后的数字音频信号再经ＤＡＣ数模转换器（例如‘ｒＬｖ３２０ＡＩＣ２３）转换成模拟最，送给功放驱动扬声器。２．２输人为数字晕的数字音频系统由于数字信号在传输过程Ｉ｜ｌ，并不会像模，Ｉ＇Ｉ的数字音频解决方案就会使用一个可编程的ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤＳＰ芯片以及各种功能强大的算法，以便在扬声器端直接提供数字音频的译码功能。通过这样的技术，主机就能将不同来源的数字资料直接送到扬声器，这些来源包括了ＣＤ、ＤＶＤ、电视机、游戏机、因特网络或是其它的来源。在今天的音频系统中，采用数字线路连接，设计人员可以避免模拟信号传输过程中必然会导致的功能和信号的损失。此外，这个ＤＳＰ芯片还可处理业界标准的音频格式，包括杜比数码、立体环绕音效、ＡＣ３、拟信号那样存在受到损耗和被干扰的问题，所以越来越多的音频产品都采用了数字输人接口．如ＣＤ机、ＤＶＤ机等。数字输入罱可以是ｓ，ｄｉｇｉｔａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＩＥＥＥｌ３９４和ＵＳＢ等方式所输入的数！＃信号，经过丰｝Ｉ应的数字音频接收器，将信号编码成ＤＡＰ数字音频ＰＤｌＦ（Ｓｏｎｙ／Ｐｈｉｌｉｐｓ【３】韩纪庆，冯涛．郑责滨．音频信息处理技术ＩＭＩ．北京：涛华大学出版社，２００７．处理器所支持的音频格式．另外，一些数字音额存贮媒体，如ＣＤ、ＤＶＤ和ＭＤ等．播放的时候音频信号被编码成ＰｃＭ数据．是ＤＡＰ所支持的格式，经ＤＡＰ处理后，送到ＤＡＣ转换成模拟１４１博创科技．ＭＰ３播放器与Ｕ盘设计ＩＭｌ．北京：清华大学出版社．２００４．ｆ５ｌ卢官明。宗防．数字音频原理及应用【Ｍ】．ＤＴＳ、ＭＰ３以及从Ｃ（Ａｄｖａｎｃｅｄｉｎｇ）等。ＡｕｄｉｏＣｏｄ—北京：机械工业出版社．２００５．—订一DSP在数字音频处理技术中的应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
陈兴刚， 金鑫
陈兴刚(贵州大学,电子科学与信息技术学院,贵州,贵阳,550025)， 金鑫(云南大学软件学院,云南,昆明,650200)
黑龙江科技信息
HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION2008，(31)0次
1.谢铿 基于DSP的数字音频系统[学位论文] 20022.陆牧 基于DSP的数字音效系统研究[学位论文] 20023.韩纪庆.冯涛.郑贵滨 音频信息处理技术 20074.博创科技 MP3播放器与U盘设计 20045.卢官明.宗昉 数字音频原理及应用 2005
1.会议论文 陈佳.董金明 StarCore SC140优化技术分析 2006
软件优化是软件开发的重要部分.本文针对运行于StarCoreSC140平台的点对点数字音频系统,对该系统的软件部分的优化进行了分析,分别探讨了C语言优化和汇编语言优化的具体实现方法.通过优化,大大缩短了代码的运行周期,提高了运行效率,证明了优化方法的有效性.
2.学位论文 曹承涛 基于TMS320C5402 DSP的数字音频系统的研究 2002
该论文首先简要介绍了TI公司的TMS320C54x系列DSP.之后,详细叙述了论文作者设计研制的一种基于DSP的数字音频系统.该系统以
TMS320C5402（DSP）为处理器,可完成MP3音频数字信号的分析和处理,并通过串行A/D/A芯片实现对外界模拟音频信号的采集和发送.该系统配有大容量FLASH和硬盘,用于程序和音频数据的存储,128K字节高速RAM作为数据缓冲区.同时,通过USB控制芯片完成系统与PC机之间的数据通信.系统中的大量控制信号由一片CPLD产生,该文也对CPLD的设计进行了描述.论文对ISO/IEC11172标准中的LayerⅢ音频算法和基本原理进行了介绍.在对关键解压算法技术,如霍夫曼解码,反量化的快速算法进行深入研究的基础上,提出基于DSP汇编语言的快速算法实现方案.
3.期刊论文 王林章.李双田 多路实时数字音频系统中的PCI通信 -电声技术2003(6)
介绍一个多路实时数字音频系统的PCI通信,包括Windows管理体系,静态和动态设备内存映射方法,PCI配置寄存器的访问方法,以及PC机和DSP之间通信方法等必须的关键技术.
4.期刊论文 白若冰.朱善安 基于OMAP5912的数字音频系统 -电子技术2005,32(9)
OMAP5912处理器是由TI应用最为广泛的TMS320C55x DSP内核与低功耗、高性能的ARM926EJ-S微处理器组成的双核应用处理器.C55x系列可支持低功耗应用的实时多媒体处理,ARM926可满足控制和接口方面的处理需要.基于双核结构,OMAP5912采用开放式、易于开发的软件设施.
5.学位论文 谢铿 基于DSP的数字音频系统 2002
该文首先综述了数字音频和数字信号处理器（DSP）的发展概况以及DSP技术在数字音频领域的应用情况.然后简单介绍了音频系统和组成，叙述了扬声器的频率响应特性及其对音质的影响，提出使用均衡器补偿扬声器频响特性的方法;动态范围压缩器、扩展器、器在音频系统中也起着重要的作用，该文也对其做出了介绍，并阐述了它们的用途和使用方法.在介绍数字音频系统结构的同时，还提到现时最新的数字功放技术.在系统的控制部分，介绍了TAS300X系列芯片所使用的控制总线—I<'2>C总线，及由德州仪器公司出口的MSP430超低功耗单片机，阐述了如何合作使用MSP430单片机通过
I<'2>C总线来控制TAS300X系列数字音频处理器实现各种功能.最后是使用TAS3001EVM评估板和MSP430单片机FLASH系列的FET开发工具制作出来的实验装置对扬声器进行频率响应补偿实验，实验结果显示与仿真结果相符，扬声器的音质得到在很大的改善.
6.期刊论文 孙冬.王新金.许爽.SUN Dong.WANG Xin-jin.XU Shuang DSP与数字功放芯片DPPC2006的接口设计 -电子器件2008,31(5)
介绍了专业数字音频功放芯片DPPC2006和DSP TMS320VC5409芯片的主要特点.数字音频处理系统使用了TI公司的通用DSP 作为声场处理器,根据系统和IIS数字音频格式的要求,设计了DSP与DPPC2006的数字音频接口电路,并给出了DSP的McBSP串口软件设置程序.该设计实现了DSP在数字音频系统中的应用,增强了系统的灵活性,并经实验验证了该接口电路的可靠性.
7.期刊论文 潘涛涛.张正炳.夏振华.PAN Tao-tao.ZHANG Zheng-bing.XIA Zhen-hua OMAP5912双核通信及其数字音频系统实现 -电声技术2008,32(1)
根据OMAP5912双核的特点,详细叙述了双核间通信的几种方式和基础应用程序.并以基于OMAP5912的数字音频系统为例,介绍OMAP双核问通信的具体应用.
8.期刊论文 曾荣.严国萍.陆牧 基于Motorola DSP的数字音效处理系统 -电声技术2002(12)
提出一种基于Motorola DSP563的数字音效处理系统的设计方案.文中首先讨论数字音频系统设计需要注意的事项,接着分析DSP563的ESAI接口通过I2S协议与外部A/D、D/A进行无缝连接的问题,并给出系统的流程和硬件结构框图.最后以典型的回声音效算法为例,说明基于该系统平台的软件处理流程.实验证明在该系统平台上可以很好的运行多种音效处理算法.
9.学位论文 董志刚 基于DSP的数字音频处理系统的设计与实现 2008
数字信号处理是伴随数值计算技术和计算机技术的发展而迅速发展起来的新兴学科，特别是数字信号处理器(DSP)的出现，使其理论得以广泛应用于实际系统之中。MPEG 1-LAYERS是MPEG-1国际标准音频(ISO/IEC 11172)第三层编码/解码算法，它具有压缩比例高，还原音质好等诸多优点。利用这种标准制作的MP3格式音乐，己经在网络上得到极大流行。但是目前市场上的MP3播放器大都是基于专用ASIC，因此存在着功能单一，灵活性不够的特点。
本文详细叙述了论文作者设计研制的一种基于DSP的数字音频系统。该系统以TMS320C5402(DSP)为处理器，可完成MP3音频数字信号的分析和处理，并通过CODEC芯片实现对外界模拟音频信号的采集和发送。该系统配有大容量FLASH和硬盘，用于程序和音频数据的存储，128K字节高速RAM作为数据缓冲区。同时，通过USB控制芯片完成系统与PC机之间的数据通信。论文对ISO/IEC 11172标准中的LayerⅢ音频算法和基本原理进行了介绍。在对关键解压算法技术，如霍夫曼解码，反量化的快速算法进行深入研究的基础上，提出基于DSP汇编语言的快速算法实现方案验证，该系统可实现MPEG-1 LayerⅢ音频解码功能，并获得了良好的音乐质量。说明系统设计合理，算法实现正确。
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hljkjxx200831066.aspx
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