无极可调工作频率麦克风解码器的制作方法

1.本实用新型应用于音频解码装置的技术领域,特别涉及一种无极可调工作频率麦克风解码器。


背景技术：

2.目前行业内测试数字麦克风的方式都是使用国外 portland tool & die公司的dcc-1448和pqc-3048两种仪器来解码数字麦克风，将麦克风出来的pdm信号转换为pcm信号通过usb audio流将数据实时传输给电脑，电脑再运行相应的测试软件来计算数字麦克风的频率响应和总谐波失真等性能参数。而国内也有一些通过将pdm转成模拟信号给声卡采集的仪器。
3.国外的设备价格昂贵，且购买困难，成本太高不利于麦克风的大量检测。而国内的一些解码仪器转成模拟信号给声卡采集，但是这种模拟信号容易受到的干扰，影响解码的结果，并且提供给麦克风的工作频率是固定的，应用不够灵活。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种成本低、抗干扰能力强、性能好的无极可调工作频率麦克风解码器。
5.本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括可调时钟晶振，以及依次电性连接的处理模块、采样频率转换模块、fpga模块和解码模块，所述解码模块与待测的数字麦克风连接，所述处理模块与外部的上位机通讯连接；所述可调时钟晶振与所述fpga模块连接并生成数字麦克风需要的时钟频率给所述fpga模块；所述fpga模块用于根据时钟频率生成对应的i2s时钟信号至所述解码模块，以及将解码后的pcm信号发送给所述采样频率转换模块；所述解码模块用于将i2s时钟信号转换为对应的pdm时钟信号提供给数字麦克风，以及将数字麦克风生成的pdm信号转换为pcm信号反馈至所述fpga模块；所述采样频率转换模块根据所述处理模块发出的时钟频率对数字信号进行转换。
6.由上述方案可见，通过所述可调时钟晶振输入不同的时钟频率给所述fpga模块，进而实现兼容不同测试条件下数字麦克风所需的工作频率。通过所述fpga模块接收时钟频率后通过内部设置的逻辑电路输出相应的i2s时钟信号至所述解码模块，所述解码模块接收i2s时钟信号后，输出对应的pdm时钟给到数字麦克风，给它提供工作时钟。数字麦克风获取工作时钟之后，就会将接收的声音信号转换为pdm信号给到所述解码模块。所述解码模块将数字麦克风的pdm信号数据转为在i2s总线的时钟频率上的pcm信号数据，再把数据传回给所述fpga模块，所述fpga模块把i2s总线的时钟频率和数据一起传给所述采样频率转换模块。所述处理模块发送i2s时钟给所述采样频率转换模块，并获取数据，最后再将数据发送至上位机。本实用新型所需的元器件容易获取，成本低，能够应用在大批量数字麦克风的测试中，有效提高测试效率，保证产品的质量。在测试过程中整体均采用数字信号，没有模拟信号干扰音质。
7.一个优选方案是，本实用新型还包括与所述处理模块、所述采样频率转换模块、所述fpga模块以及所述解码模块供电连接的电源模块。
8.由上述方案可见，所述电源模块用于为装置整体运行供电。
9.一个优选方案是，所述fpga模块包括型号为lcmxo2-1200hc-6sg32c的可编程逻辑器件。
10.一个优选方案是，所述解码模块包括型号为adau7002acbz-r7的音频采样频率转换器。
11.一个优选方案是，所述采样频率转换模块包括相连接的数模转换器以及运算放大器。
12.一个优选方案是，所述处理模块通过usb收发处理单元和接口模块将数据反馈至外部的上位机，所述usb收发处理单元包括型号为usb3320c-ezk的phy收发器。
13.由上述方案可见，
14.进一步的优选方案是，所述usb收发处理单元还包括型号为usb2512b-aezg的usb扩展芯片。
附图说明
15.图1是本实用新型的连接框图；
16.图2是所述处理模块的第一电路原理图；
17.图3是所述处理模块的第二电路原理图；
18.图4是所述采样频率转换模块的电路原理图；
19.图5是所述fpga模块的电路原理图；
20.图6是所述解码模块的电路原理图；
21.图7是所述电源模块的电路原理图；
22.图8是所述usb收发处理单元的第一电路原理图；
23.图9是所述usb收发处理单元的第二电路原理图；
24.图10是所述接口模块的电路原理图。
具体实施方式
25.如图1至图10所示，在本实施例中，本实用新型包括可调时钟晶振1，以及依次电性连接的处理模块2、采样频率转换模块3、fpga模块4和解码模块5，所述解码模块5与待测的数字麦克风连接，所述处理模块2与外部的上位机通讯连接；所述可调时钟晶振1与所述fpga模块4连接。
26.在本实施例中，所述处理模块2包括型号为stm32f765zit的处理芯片，
27.在本实施例中，本实用新型还包括与所述处理模块2、所述采样频率转换模块3、所述fpga模块4以及所述解码模块5供电连接的电源模块。
28.在本实施例中，所述fpga模块4包括型号为lcmxo2-1200hc-6sg32c的可编程逻辑器件。
29.在本实施例中，所述解码模块5包括型号为adau7002acbz-r7的音频采样频率转换器。
30.在本实施例中，所述采样频率转换模块3包括型号为ad5663brmz的数模转换器以及型号为ad8657armz的运算放大器，所述数模转换器和所述运算放大器电性连接。
31.在本实施例中，所述处理模块2通过usb收发处理单元和接口模块将数据反馈至外部的上位机，所述usb收发处理单元包括型号为usb3320c-ezk的phy收发器。
32.在本实施例中，所述usb收发处理单元还包括型号为usb2512b-aezg的usb扩展芯片。
33.本实用新型的工作原理：
34.首先，将本实用新型的所述解码模块5通过接口与待测的数字麦克风连接，提供与麦克风对应的工作电压、通信电平、工作时钟。将本实用新型的usb接口与上位机连接，在上位机的界面就能看到一个麦克风设备，可通过录音软件点用该设备进行使用，在上位机中设定好需要的时钟频率。
35.测试启动后，所述可调时钟晶振1生成数字麦克风需要的时钟频率给所述fpga模块4，所述fpga模块4接收时钟频率后通过内部设置的逻辑电路输出相应的i2s时钟信号至所述解码模块5，所述解码模块5接收i2s时钟信号后，输出对应的pdm时钟给到数字麦克风，给它提供工作时钟。数字麦克风获取工作时钟之后，就会将接收的声音信号转换为pdm信号给到所述解码模块5。所述解码模块5将数字麦克风的pdm信号数据转为在i2s总线的时钟频率上的pcm信号数据，再把数据传回给所述fpga模块4，所述fpga模块4把i2s总线的时钟频率和数据一起传给所述采样频率转换模块3。所述处理模块2发送i2s时钟给所述采样频率转换模块3，并获取数据，最后再将数据发送至上位机。


技术特征：
1.无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：它包括可调时钟晶振（1），以及依次电性连接的处理模块（2）、采样频率转换模块（3）、fpga模块（4）和解码模块（5），所述解码模块（5）与待测的数字麦克风连接，所述处理模块（2）与外部的上位机通讯连接；所述可调时钟晶振（1）与所述fpga模块（4）连接并生成数字麦克风需要的时钟频率给所述fpga模块（4）；所述fpga模块（4）用于根据时钟频率生成对应的i2s时钟信号至所述解码模块（5），以及将解码后的pcm信号发送给所述采样频率转换模块（3）；所述解码模块（5）用于将i2s时钟信号转换为对应的pdm时钟信号提供给数字麦克风，以及将数字麦克风生成的pdm信号转换为pcm信号反馈至所述fpga模块（4）；所述采样频率转换模块（3）根据所述处理模块（2）发出的时钟频率对数字信号进行转换。2.根据权利要求1所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：它还包括与所述处理模块（2）、所述采样频率转换模块（3）、所述fpga模块（4）以及所述解码模块（5）供电连接的电源模块。3.根据权利要求1所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：所述fpga模块（4）包括型号为lcmxo2-1200hc-6sg32c的可编程逻辑器件。4.根据权利要求1所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：所述解码模块（5）包括型号为adau7002acbz-r7的音频采样频率转换器。5.根据权利要求1所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：所述采样频率转换模块（3）包括相连接的数模转换器以及运算放大器。6.根据权利要求1所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：所述处理模块（2）通过usb收发处理单元和接口模块将数据反馈至外部的上位机，所述usb收发处理单元包括型号为usb3320c-ezk的phy收发器。7.根据权利要求6所述的无极可调工作频率麦克风解码器，其特征在于：所述usb收发处理单元还包括型号为usb2512b-aezg的usb扩展芯片。

技术总结
本实用新型旨在提供一种成本低、抗干扰能力强、性能好的无极可调工作频率麦克风解码器。本实用新型包括可调时钟晶振，以及依次电性连接的处理模块、采样频率转换模块、FPGA模块和解码模块，解码模块与待测的数字麦克风连接，处理模块与外部的上位机通讯连接；可调时钟晶振与FPGA模块连接并生成数字麦克风需要的时钟频率给FPGA模块；FPGA模块用于根据时钟频率生成对应的I2S时钟信号至解码模块，以及将解码后的PCM信号发送给采样频率转换模块；解码模块用于转换输出对应的PDM时钟信号提供给数字麦克风，以及将数字麦克风的数据转换后反馈至FPGA模块；采样频率转换模块根据处理模块发出的时钟频率对数字信号进行转换。本实用新型应用于音频解码装置的技术领域。新型应用于音频解码装置的技术领域。新型应用于音频解码装置的技术领域。


技术研发人员：张芯 康明勇 徐爽
受保护的技术使用者：珠海市运泰利自动化设备有限公司
技术研发日：2021.05.07
技术公布日：2022/1/18