什么是錄音芯片 / Record IC是什么 / 錄音IC芯片的定義

    錄音芯片（Record IC)又叫被叫做錄放音芯片，錄放音IC，錄放音語(yǔ)音芯片。是一種能夠錄音又能夠放音的語(yǔ)音芯片,常規(guī)的語(yǔ)音芯片都是放音芯片。

語(yǔ)音芯片是將語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)聲音采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)在芯片的ROM中，再通過(guò)電路將ROM中的數(shù)字信號(hào)還原成語(yǔ)音信號(hào)的集成電路。

常規(guī)語(yǔ)音芯片的語(yǔ)音信號(hào)輸出方式有兩種：脈沖寬度調(diào)制(PWM）輸出和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出（DAC）。

脈沖寬度調(diào)制(PWM）輸出，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。其相對(duì)于DAC輸出，其特點(diǎn)是應(yīng)用廣、成本低。是玩具行業(yè)主要的聲音輸出應(yīng)用方式�！　�

數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出(DAC)：普通語(yǔ)音芯片是指單獨(dú)具有放音功能的集成電路，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)DAC過(guò)程，而ADC過(guò)程資料是由電腦完成，其中包括對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的采樣、壓縮、EQ等處理。

ADC=Analog Digital Change 模數(shù)轉(zhuǎn)換

DAC= Digital Analog Change 數(shù)模轉(zhuǎn)換

音質(zhì)的優(yōu)劣取決于ADC和DAC位數(shù)的多少。有的ADC和DAC均為32bit,接近真人音質(zhì)。而有的ADC和DAC為16bit，接近CD音質(zhì)。而一些普通的DAC為8bit，為普通音質(zhì)。

錄音芯片包括ADC和DAC兩個(gè)過(guò)程，都是由芯片本身完成的，包括語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集、分析、壓縮、存儲(chǔ)、播放等步驟。

錄音芯片語(yǔ)音信號(hào)的量化表述：

（1）語(yǔ)音信號(hào)的量化

采樣率（f）、位數(shù)（n）、波特率（T）

采樣：將語(yǔ)音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。

采樣率：每秒采樣的個(gè)數(shù)（byte）。

波特率：每秒鐘采樣的位數(shù)(bit)。波特率直接決定音質(zhì)。Bps: bit per second

采樣位數(shù)指在二進(jìn)制條件下的位數(shù)。一般在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，聲音的采樣位數(shù)指8位，由00H--FFH，靜音定為80H。深圳市環(huán)芯半導(dǎo)體有限公司

（2）采樣率

耐奎斯特抽樣定理：要從抽樣信號(hào)中無(wú)失真地恢復(fù)原信號(hào)，抽樣頻率應(yīng)大于2倍信號(hào)最高頻率。抽樣頻率小于2倍頻譜最高頻率時(shí)，信號(hào)的頻譜有混疊。抽樣頻率大于2倍頻譜最高頻率時(shí)，信號(hào)的頻譜無(wú)混疊。

嗓音的頻帶寬度為20～20K HZ左右，普通的聲音大概在3KHZ以下。所以，一般CD取的音質(zhì)為44.1K和16bit，如果碰到某些特別的聲音，如樂(lè)器，音質(zhì)也有用48K和24bit的情況，但不是主流。

一般在我們處理針對(duì)普通語(yǔ)音IC的時(shí)候，采樣率最高達(dá)到16K就夠了、說(shuō)話聲一般取8K（如電話音質(zhì)）、6K左右。低于6K效果比較差。

在應(yīng)用單片機(jī)的過(guò)程中，采樣越高，定時(shí)器中斷速度越快，會(huì)影響到其他信號(hào)的監(jiān)控和檢測(cè)，所以要綜合考慮。

（3）語(yǔ)音壓縮技術(shù)。

由于語(yǔ)音數(shù)據(jù)量龐大，對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行有效壓縮是很必要的，能夠使我們?cè)谟邢薜腞OM空間里錄入更多的語(yǔ)音內(nèi)容。有以下幾種方式：

語(yǔ)音分段：將語(yǔ)音中可以重復(fù)的部分截取出來(lái)，通過(guò)排列組合將內(nèi)容完整地回放出來(lái)。

語(yǔ)音采樣：一般我們使用的喇叭頻響曲線在中頻部分，較少用到高頻，所以，在喇叭音質(zhì)可以接受的情況下，適當(dāng)降低采樣頻率，達(dá)到壓縮效果，這種過(guò)程是不可逆的，無(wú)法恢復(fù)原貌，叫有損壓縮。

數(shù)學(xué)壓縮：主要是針對(duì)采樣位數(shù)進(jìn)行壓縮，這種方式也是有損壓縮。例如，我們經(jīng)常采用的ADPCM壓縮格式，是將語(yǔ)音數(shù)據(jù)從16bit壓縮到4bit，壓縮率是4倍。MP3是對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行壓縮，涉及到數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)問(wèn)題，它的波特率壓縮倍率為10倍左右。

通常，以上幾種壓縮方式都是綜合起來(lái)使用的。

（4）常用語(yǔ)音格式

PCM格式： Pulse Code Modulation 脈沖編碼調(diào)制，它將聲音模擬信號(hào)采樣后得到量化后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，是最基本最原始的一種語(yǔ)音格式。同它極為類似的還有RAW格式和SND格式。它們都是純語(yǔ)音格式。

WAV格式：Wave Audio Files 是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，但WAV格式對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳播。WAV文件里面存放的每一塊數(shù)據(jù)都有自己獨(dú)立的標(biāo)識(shí)，通過(guò)這些標(biāo)識(shí)可以告訴用戶究竟這是什么數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括采樣頻率和位數(shù)，單聲道(mono)還是立體聲(stero)等。環(huán)芯語(yǔ)音芯片IC

ADPCM格式：是利用對(duì)過(guò)去的幾個(gè)抽樣值來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前輸入的樣值，并使其具有自適應(yīng)的預(yù)測(cè)功能與實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行比較，隨時(shí)對(duì)測(cè)得的差值自動(dòng)進(jìn)行量化級(jí)差的處理，使之始終保持與信號(hào)同步變化。它適用于語(yǔ)音變化率適中的情況，而且聲音回放過(guò)程簡(jiǎn)短。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于人聲的處理比較逼真，一般達(dá)到90％以上，已廣泛地應(yīng)用于電話通信領(lǐng)域。

MP3格式： Moving Picture Experts Group Audio Layer III，簡(jiǎn)稱為MP3。它是利用 MPEG Audio Layer 3 的技術(shù)，采取了名為“感官編碼技術(shù)”的編碼算法：編碼時(shí)先對(duì)音頻文件進(jìn)行頻譜分析，然后用過(guò)濾器濾掉噪音電平，接著通過(guò)量化的方式將剩下的每一位打散排列，最后形成具有較高壓縮比的mp3文件，并使壓縮后的文件在回放時(shí)能夠達(dá)到較接近原音源的聲音效果。它的實(shí)質(zhì)是vbr（Variant Bitrate 可變波特率）可以根據(jù)編碼的內(nèi)容動(dòng)態(tài)地選擇合適的波特率，因此編碼的結(jié)果是在保證了音質(zhì)的同時(shí)又照顧了文件的大小。

mp3壓縮率10倍甚至12倍。是最初出現(xiàn)的一種高壓縮率的語(yǔ)音格式。

Linear Scale格式：根據(jù)聲音的變化率大小，把聲音分成若干段，對(duì)每段用線性比例進(jìn)行壓縮，但是它的比例是可變的。SUNLINK公司和ALPHA公司的Linear Scale格式為5bit。

Logpcm格式：基本上對(duì)整個(gè)聲音進(jìn)行線性壓縮，將最后若干位去掉。這種壓縮方式在硬件上很容易實(shí)現(xiàn)，但音質(zhì)比Linear Scale差一些，特別是音量較小聲音比較細(xì)膩的情況下效果較差。主要用于pure speech方面。

語(yǔ)音ROM空間的表述

語(yǔ)音芯片為表述的形象化，由語(yǔ)音長(zhǎng)度來(lái)表示

a)普通語(yǔ)音芯片以6K采樣率為語(yǔ)音長(zhǎng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

b)錄音IC以4K采樣率為語(yǔ)音長(zhǎng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)(以AC6006,AC6009,AC6012為例)。

即：以6k（4k）采樣率芯片可以播放的長(zhǎng)度。

語(yǔ)音芯片的要素

相同品種的芯片成本與芯片的大小成正比。

a)I/O口的分配和ROM的大�。ㄕZ(yǔ)音秒數(shù)）決定芯片成本。低秒數(shù)語(yǔ)音芯片其I/O口較少。

b)音質(zhì)提高，采樣提高，語(yǔ)音秒數(shù)縮短。

音質(zhì)降低，采樣降低，語(yǔ)音秒數(shù)變長(zhǎng)

c) 語(yǔ)音秒數(shù)的計(jì)算方法：M/(n*f)

M---ROM大�。╞it） n*f---波特率

實(shí)用的計(jì)算語(yǔ)音芯片傻瓜計(jì)算方式, 音樂(lè)IC和語(yǔ)音IC是不同的哦 : -_-

語(yǔ)音IC的秒數(shù)=ROM(bit)除以/10(工業(yè)算法標(biāo)準(zhǔn))＝Byte(理論上是除以8)/再除以3＝語(yǔ)音芯片的秒數(shù)，比如512kbitROM/8/3＝21秒左右,芯片的內(nèi)部壓縮比不同，秒數(shù)長(zhǎng)短稍有偏差，以上算法是以6K采樣率為基準(zhǔn)的。

音樂(lè)IC的秒數(shù)=ROM(bit)除以/除以3＝音樂(lè)IC的秒數(shù)，比如512kbitROM/3＝210秒左右,芯片的內(nèi)部壓縮比不同，秒數(shù)長(zhǎng)短稍有偏差。

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