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可通过蓝牙,WiFi,4G实现录音数据上传的WT2605新型音频芯片
发布时间:2021-11-20 14:52 | 点击次数:0
可通过蓝牙,WiFi,4G实现录音数据上传的WT2605新型语音芯片
概述:本文主要介绍一款新型的音频芯片在录音产品中的应用与实现,主要依
靠音频芯片通过ADC采集数据,将数据编码为音频流数据存储在本地,也可通
过外设将数据传给蓝牙,WiFi,4G模块,实现录音数据上传到手机APP或服务
器上,便于监控录音数据。
 一、系统组成
1、该方案主要通过WT2605芯片进行音频数据的编解码以及存储等操作,其主
要参数如下:
Ø 带有16 bit DAC和16 bit ADC的音频编解码器。
Ø 支持音频均衡器调整。
Ø ADC支持采样率8,11.025,12,16,22.05,32,44.1和48KHz。
Ø 96dB SNR的高性能音频DAC以及90dB SNR ADC。
Ø 一个USB 2.0接口,支持主机和从机模式。
Ø 一个SPI接口和一个SD卡接口,支持外挂SPI FLash和SD卡,可通过USB连接
电脑访问SD卡数据。
Ø 一个全双工UART接口,通讯速率高达1Mbps,主要通过该接口与外部器件进
行交互。
 
WT2605语音芯片拾音原理:
首先先看下MIC的内部设计,MIC内部设计可以简单理解为一个电容,电容的一
端是固定的,另一端是可动的,两端之间的距离和声音输入有关系,声音的大小、
频率导致金属片震动产生幅度和频率的变化,如此,在电容这边就转换为电容电
荷量大小与充电快慢,在MIC输出端就表示为一个幅度和频率有随着声音输入变
化而变化的电信号,WT2605通过ADC对这个变化的电信号进行采样,经过滤波
后转化为数字信号编码为MP3数据(ADC采样的原理这里不多介绍,各位读者可
自行百度)。由于WT2605的ADC最大支持48KHz的采样,意味着每秒能够采集
48000个点,产生的数据量非常大,所以一般不会直接保存为PCM格式,经过编
码后的MP3格式基本上能够满足大部分应用场景,高达90dB的信噪比也使得声音
的还原度更高。
MIC器件选型,
 2、整套系统主要由WT2605芯片+4G或者WiFi,BLE模式组成,通过WT2605采
集MIC的数据,将数据编码后存储到SPI FLash或者TF卡内,同时通过UART串口
将录音数据发给4G或者WiFi、BLE模块上传到服务器或者手机APP进行保存,实
现本地录音数据的存储和录音数据上传功能,系统框图如下:
 
二、电路设计
1、WT2605与WiFi模块电路
 
上述电路以WiFi模块作为主控,控制WT2605采集录音数据存储到SPI FLash内,
同时WiFi模块实时获取WT2605编码好的音频数据上传到服务器;注意WiFi模块
与WT2605芯片以UART进行数据交互,当大量传输音频数据时,需要根据WiFi
模块本身的性能参数,设定好音频数据编码的比特率大小,一般可设置为32kbps、
64kbps、96kbps、128kbps等,同时根据设定的比特率大小设置好UART的通讯
速率。
调节R3、R4的参数可以调整MIC的灵敏度,由上诉对MIC工作原理的介绍,可以
知道经过R4的电流大小影响输入电容端的电流大小,进而影响到MIC输出端的动
态电平范围,也就是灵敏度,若经过的电流太小,输出的电平较小,录音时被当
做噪音滤掉,在电路设计时,这个电路参数的设置需要综合考虑噪音和灵敏度。
2、功放电路
 
WiFi模块通过指令,控制WT2605解码存储在SPI FLash的音频数据,经过功放后播放。
 三、通讯命令格式介绍
通信协议主要定义主控和语音芯片 WT2605之间的交互规则,处理器如何将数据推送给
WT2605进行相应的处理,WT2605反馈相应的处理结果。通信数据主要以命令帧的
方式进行,一个有效的命令帧必须包含:帧头,命令包长,命令包,校验码,帧尾等五部分。
帧头由1个固定的十六进制数据表示,帧类型包含下传命令帧(模组接收的命令帧)
以及上传命令帧(模组接收数据后反馈的命令帧,即ACK或NAK)。
命令包长表示命令帧除帧头和帧尾外的字节数,即命令包长(1字节)+命令包
(N字节)+校验码(1字节)= N+2 字节。
命令包是具体的命令,主要包含:命令+参数。
校验码,为命令包长+命令包的和。
 
基于WT2605芯片良好的性能参数,可广泛应用在一些高品质录音产品,如录音笔,
录音耳机等等。
 
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