【導(dǎo)讀】本文將詳細(xì)討論脈沖密度調(diào)制 (PDM) 和集成電路內(nèi)置音頻 (I2S) 兩種數(shù)字接口，簡(jiǎn)介它們的獨(dú)特特性以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。工程師具體選擇哪一種，將取決于對(duì)兩種技術(shù)的研究，并要了解哪種協(xié)議對(duì)于特定應(yīng)用更適合。
文章概述
本文將詳細(xì)討論脈沖密度調(diào)制 (PDM) 和集成電路內(nèi)置音頻 (I2S) 兩種數(shù)字接口，簡(jiǎn)介它們的獨(dú)特特性以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。工程師具體選擇哪一種，將取決于對(duì)兩種技術(shù)的研究，并要了解哪種協(xié)議對(duì)于特定應(yīng)用更適合。具體要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵因素包括：
音質(zhì) 功耗 物料成本 設(shè)計(jì)的空間限制 硬件的運(yùn)行環(huán)境
如果您在MEMS 麥克風(fēng)的數(shù)字輸出接口選擇上有需求，相信本文會(huì)有所幫助。
麥克風(fēng)用在嵌入式系統(tǒng)中已經(jīng)有很多年了。自其誕生以來，由于家居、汽車和可穿戴設(shè)備中基于語音的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，MEMS 麥克風(fēng)的市場(chǎng)使用率迅速增加。MEMS 麥克風(fēng)不僅具有顯著減少電路板空間、低功率要求和提高抗電噪聲能力的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有更高的設(shè)計(jì)靈活性，有多種輸出選擇。模擬輸出 MEMS 麥克風(fēng)仍然是工程師們的一個(gè)選擇，以及像脈沖密度調(diào)制 (PDM) 和集成電路內(nèi)置音頻 (I2S)這樣的數(shù)字輸出亦是如此。
脈沖密度調(diào)制 (PDM) 概述
圖 1：PDM 協(xié)議（圖片來源：CUI Devices）
與模擬信號(hào)相比，PDM 的數(shù)字性質(zhì)使其對(duì)電噪聲環(huán)境的適應(yīng)性大大增強(qiáng)。當(dāng)發(fā)生信號(hào)退化時(shí)，它還具有更高的位容錯(cuò)。然而，信號(hào)的高頻性質(zhì)導(dǎo)致了距離的限制，因?yàn)檩^長傳輸線路上的電容增加，可能導(dǎo)致不必要的衰減，從而導(dǎo)致音頻質(zhì)量下降。PDM 信號(hào)還需要由外部 DSP 或微控制器進(jìn)行額外處理，并配備適當(dāng)?shù)木幗獯a器，通過運(yùn)行低通濾波器將 PDM 信號(hào)減采樣或下采樣到較低的采樣率，從而使其可用于其他設(shè)備。其概念的簡(jiǎn)單性意味著PDM 設(shè)備只需要兩個(gè)信號(hào)，這使得它們的成本普遍較低，功率使用較少，占用的電路板較小。這些優(yōu)勢(shì)需要提供額外電路來實(shí)現(xiàn)，以處理來自 PDM 設(shè)備的信號(hào)。
集成電路內(nèi)置音頻 (I2S) 接口概述
與 PDM 不同，I2S 是一個(gè)完全的數(shù)字信號(hào)，意味著它不需要編碼或解碼。它是一種三線串行協(xié)議，具有時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和“字選擇”線，其中“字選擇”表示正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)所關(guān)聯(lián)的右或左通道。雖然沒有普遍要求的數(shù)據(jù)傳輸速度，但有一個(gè)最低速度，它取決于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及其精度。例如，如果音頻采樣率是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 44.1kHz，精度為 8 位，那么一個(gè)單聲道需要的時(shí)鐘速度至少為 352.8 kHz。對(duì)于立體聲應(yīng)用來說，這將是 705.6 kHz 時(shí)的兩倍。精度的任何變化也會(huì)改變最小傳輸帶寬。
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