CN215581704U - 四通道数字麦克风解码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抗干扰能力强、成本低、性能好且能同时实现四麦克风测试的四通道数字麦克风解码器。本实用新型在基板（1）上装置有MCU（2）、FPGA（3）、可调节时钟晶振源（4）、PDM转I2S芯片（5）、采样率转换芯片（6）及第二采样率转换芯片（7），可调节时钟晶振源与FPGA连接，PDM转I2S芯片通过第一多路复用器（8）与FPGA连接，FPGA通过I2S总线分别与第一采样率转换芯片及第二采样率转换芯片连接，第一采样率转换芯片通过菊花链拓扑的结构方式与第二采样率转换芯片连接，第二采样率转换芯片通过第二多路复用器（10）与MCU连接。本实用新型可应用于麦克风检测领域。

Description

四通道数字麦克风解码器

技术领域

本实用新型涉及麦克风领域，尤其涉及一种四通道数字麦克风解码器。

背景技术

目前随着主动去噪技术和方向拾音等技术的发展，一个产品上可能就需要多个麦克风。但是目前行业内测试数字麦克风的仪器都只支持两个麦克风，这无法满足测试需求。国外PORTLAND TOOL & DIE公司的DCC-1448（用于实验室调试）和PQC-3048（用于生产线测试）两种仪器可以解码两个数字麦克风。而国内也有一些通过将PDM（脉冲密度调制信号）转成模拟信号给声卡采集的仪器。然而，现有的解码器成本高昂，如国外的最便宜的PQC-3048也是近两万块一个，且只支持两个数字麦克风。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。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗干扰能力强、成本低、性能好且能同时实现四麦克风测试的四通道数字麦克风解码器。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型所述四通道数字麦克风解码器包括基板，在所述基板上装置有MCU、FPGA、可调节时钟晶振源、PDM转I2S芯片、第一采样率转换芯片及第二采样率转换芯片，所述可调节时钟晶振源与所述FPGA连接，所述PDM转I2S芯片通过第一多路复用器与所述FPGA连接，所述PDM转I2S芯片通过I2S总线与待测数字麦克风相连接，所述FPGA通过I2S总线分别与所述第一采样率转换芯片及所述第二采样率转换芯片连接，所述第一采样率转换芯片通过菊花链拓扑的结构方式与所述第二采样率转换芯片连接，所述第二采样率转换芯片通过第二多路复用器与所述MCU连接，所述MCU通过USB与外围的计算机连接。

具体地,所述MCU的芯片型号选自STM32F7。

所述FPGA的芯片型号选自LCMXO2-1200HC-6SG32C。

所述可调节时钟晶振源的芯片型号选自SI5153A。

所述PDM转I2S芯片的芯片型号选自ADAU7002ACBZ-R7。

所述第一采样率转换芯片及所述第二采样率转换芯片的芯片型号均选自SRC4190IDBG4。

所述第一多路复用器和所述第二多路复用器的芯片型号选自PI5A3157CEX。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，可调节时钟晶振源与FPGA连接，PDM转I2S芯片通过第一多路复用器与FPGA连接，PDM转I2S芯片通过I2S总线与待测数字麦克风相连接，FPGA通过I2S总线分别与第一采样率转换芯片及第二采样率转换芯片连接，第一采样率转换芯片通过菊花链拓扑的结构方式与第二采样率转换芯片连接，第二采样率转换芯片通过第二多路复用器与MCU连接，MCU通过USB与外围的计算机连接；与现有技术相比，本实用新型通过对数字麦克风的PDM信号（脉冲密度调制信号）进行数字解码，转换为PCM信号（脉冲编码调制信号），通过TDM技术（分时复用技术），可以同时支持四个麦克风，得到的数据通过USB传输给计算机，计算机再通过后续的计算，即可得出麦克风的灵敏度、频率响应、总谐波失真等参数，整个过程都是数字信号，抗感染能力强；与 PQC-3048仪器相比成本只需几百人民币，不到它的5%，与国内其他厂家产品相比，性能更强，不受干扰，THD（总谐波失真）更低。

附图说明

图1是本实用新型的简易系统框图。

具体实施方式

本实用新型的具体如下。

如图1所示，本实用新型包括基板1，在所述基板1上装置有MCU 2、FPGA 3、可调节时钟晶振源4、PDM转I2S芯片5、第一采样率转换芯片6及第二采样率转换芯片7，所述可调节时钟晶振源4与所述FPGA 3连接，所述PDM转I2S芯片5通过第一多路复用器8与所述FPGA 3连接，所述PDM转I2S芯片5通过I2S总线与待测数字麦克风9相连接，所述FPGA 3通过I2S总线分别与所述第一采样率转换芯片6及所述第二采样率转换芯片7连接，所述第一采样率转换芯片6通过菊花链拓扑的结构方式与所述第二采样率转换芯片7连接，所述第二采样率转换芯片7通过第二多路复用器10与所述MCU 2连接，所述MCU 2通过USB与外围的计算机11连接。

具体地，所述MCU 2的芯片型号选自STM32F7。所述FPGA 3的芯片型号选自LCMXO2-1200HC-6SG32C。所述可调节时钟晶振源4的芯片型号选自SI5153A。所述PDM转I2S芯片5的芯片型号选自ADAU7002ACBZ-R7。所述第一采样率转换芯片6及所述第二采样率转换芯片7的芯片型号均选自SRC4190IDBG4。所述第一多路复用器8和所述第二多路复用器10的芯片型号选自PI5A3157CEX。

本实用新型的作业流程如下：可调节时钟晶振源4产生待测数字麦克风9需要的工作频率送给FPGA 3，FPGA 3通过本身的逻辑电路，输出相应时钟的TDM时钟信号（分时复用信号）给到PDM转I2S芯片5，PDM转I2S芯片5收到TDM时钟之后，就输出对应的PDM时钟给到待测数字麦克风，给它提供工作时钟。待测数字麦克风有工作时钟之后，将声音信号转换为PDM信号给到PDM转I2S芯片5。PDM转I2S芯片5将麦克风的PDM信号数据转为PCM数据在TDM的时钟上把数据传回给FPGA。FPGA通过I2S将数据分别传输给第一采样率转换芯片6及第二采样率转换芯片7。两个采样率转换芯片通过菊花链拓扑结构把第一采样率转换芯片6的数据传给第二采样率转换芯片7。

第二采样率转换芯片7将自己的数据和第二采样率转换芯片7的数据一起通过MCU2的TDM信号传回MCU 2。MCU 2通过USB 的把数据传给计算机11.计算机11再进行后续的麦克风的灵敏度、频率响应、总谐波失真等参数的计算。进而得到待测数字麦克风的各项数据。

本实用新型可用于数字麦克风的性能测试：灵敏度、信噪比、THD等麦克风声学性能。

另外，本实用新型可以设置不同的工作频率，使麦克风可以切换低功耗和正常两种工作状态，进而实习对麦克风性能的全面测试。

Claims (7)

1.一种四通道数字麦克风解码器，其特征在于：它包括基板（1），在所述基板（1）上装置有MCU（2）、FPGA（3）、可调节时钟晶振源（4）、PDM转I2S芯片（5）、第一采样率转换芯片（6）及第二采样率转换芯片（7），所述可调节时钟晶振源（4）与所述FPGA（3）连接，所述PDM转I2S芯片（5）通过第一多路复用器（8）与所述FPGA（3）连接，所述PDM转I2S芯片（5）通过I2S总线与待测数字麦克风（9）相连接，所述FPGA（3）通过I2S总线分别与所述第一采样率转换芯片（6）及所述第二采样率转换芯片（7）连接，所述第一采样率转换芯片（6）通过菊花链拓扑的结构方式与所述第二采样率转换芯片（7）连接，所述第二采样率转换芯片（7）通过第二多路复用器（10）与所述MCU（2）连接，所述MCU（2）通过USB与外围的计算机（11）连接。

2.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述MCU（2）的芯片型号选自STM32F7。

3.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述FPGA（3）的芯片型号选自LCMXO2-1200HC-6SG32C。

4.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述可调节时钟晶振源（4）的芯片型号选自SI5153A。

5.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述PDM转I2S芯片（5）的芯片型号选自ADAU7002ACBZ-R7。

6.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述第一采样率转换芯片（6）及所述第二采样率转换芯片（7）的芯片型号均选自SRC4190IDBG4。

7.根据权利要求1所述的四通道数字麦克风解码器，其特征在于：所述第一多路复用器（8）和所述第二多路复用器（10）的芯片型号选自PI5A3157CEX。

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