音频几个重要的参数

音频的采样率是什么?




如果把音频当成一条曲线,那么采样率就是一秒钟从这个曲线里面提取样本的次数。


  • 8,000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够

  • 11,025 Hz - AM调幅广播所用采样率

  • 22,050 Hz和24,000 Hz - FM调频广播所用采样率

  • 32,000 Hz - miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mode)所用采样率

  • 44,100 Hz - 音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频(VCD, SVCD, MP3)所用采样率

  • 47,250 Hz - 商用 PCM 录音机所用采样率

  • 48,000 Hz - miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率

  • 50,000 Hz - 商用数字录音机所用采样率

  • 96,000 或者 192,000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、BD-ROM(蓝光盘)音轨、和 HD-DVD (高清晰度 DVD)音轨所用所用采样率

  • 2.8224 MHz - Direct Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 过程所用采样率。

采样越高,声音的还原就越真实越自然,人对频率的识别范围是 20HZ - 20000HZ, 如果每秒钟能对声音做 20000 个采样, 回放时就足可以满足人耳的需求。所以 22050 的采样频率是常用的, 44100已是CD音质, 超过48000的采样对人耳已经没有意义。

什么是采样位宽/采样深度?

看图知道采样的位深是32bit(位),这个32bit 对应的是ADC芯片里面的数据采样位宽,把模拟信号转换成数字信号的位数,比如一个3.3V的电压,采样深度是32bit,那么他能把3.3v 均分成 2^32次方,如果采样深度是 8bit,那么他能把3.3v均分成2^8次方,从这个对比可以知道,采样深度越大,那么能均分的份数就越多,那听起来的声音也就越细腻。

如上图,横坐标就是采样率,纵坐标就是采样深度,如果采样深度越大,那声音也就越细腻,可以理解为,我可以用更多的数字量来表达一个电压。

BCLK是怎么算的?


我们看了上面的解说,知道采样率这样东西了,但是BCLK,不是完全等于采样率的,它是通过计算出来的。我们知道I2C,SPI这样的通信协议,I2S的通信协议也是一样,在时钟上升沿或者下降沿的时候,数据为有效。所以BCLK的意义就是,又多少BCLK,就有多少bit位的数据。

BCLK =  采样率 x 采样宽度 x 采样通道数

sample_rate=44.1Khz,

sample_length=16,channel=2时

那么BCLK应该为

2×44.1Khz×16=32xsample_rate=1.4112Mhz

MCLK 是什么?


MCLK和BCLK存在着某种关系,这个一般要看芯片。

如果存在这4倍的关系,那么:MCLK = 4* BCLK=5.6448Mhz 至于MCLK的选择还要看外部的晶振。

LRCLK 是什么?

帧时钟LRCK,用于切换左右声道的数据,LRCK为 “0” 表示正在传输的是左声道的数据,为“1”表示正在传输的是右声道的数据。LRCLK == FS,就是采样频率。LRCLK 就是采样频率的大小,可以理解为就是换了个名字,换汤不换药的意思。

(黄色是LRCLK,蓝色是BCLK)

(黄色是LRCLK,蓝色是数据DIN)

我们看很多资料里面说到fs,这里说的fs,其实就是sampling frequency,采样频率的意思,比如 256 fs ,128 fs等等,fs越大音频就还原得就越真实。存储音频所需要的存储空间也就越大。


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