在當(dāng)前科技�(fā)�(dá)的時(shí)��集成電路是推�(dòng)科技�(fā)展一�(gè)不可或缺的重要部件� �(yǔ)�芯片,顧名思義就是可以存儲(chǔ)控制播放�(yǔ)音的IC�
芯片
芯片(chip)就是半�(dǎo)體元件產(chǎn)品的�(tǒng)�(chēng)。是集成電路(IC,integratedcircuit)的載體,由晶圓分割而成�
硅片是一塊很小的�,內(nèi)含集成電�,它是電腦或者其他電子設(shè)備的一部分�
IC
就是集成電路,泛指所有的電子元器件,是在硅板上集合多種電子元器件�(shí)�(xiàn)某種特定功能的電路模�。它是電子設(shè)備中最重要的部�,承�(dān)著運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能。集成電路的�(yīng)用范圍覆蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子�(shè)��
�(yǔ)音芯�
�(yǔ)音芯片是芯片�(nèi)的一部分,語(yǔ)音IC,英文名�:SpeechIC,與MCU配合則叫:Speechmcu。中文又被叫做聲音芯�、音�(lè)芯片。定義為:芯片內(nèi)置少量存�(chǔ)空間�1Mbit--4Mbit,存�(chǔ)�(shí)�40-160秒的,可以由按鍵控制或MCU控制的,直接�(fā)聲的集成電路芯片�
什么是�(yǔ)音芯��
�(yǔ)音芯片定義:將語(yǔ)音信�(hào)通過(guò)采樣�(zhuǎn)化為�(shù)�,存�(chǔ)在IC的ROM�,再通過(guò)電路將ROM中的�(shù)字還原成�(yǔ)音信�(hào)�
根據(jù)�(yǔ)音芯片的輸出方式分為兩大�(lèi),一種是PWM輸出方式,一種是DAC輸出方式,PWM輸出音量不可連續(xù)可調(diào),不能接普通功�,目前市面上大多�(shù)�(yǔ)音芯片是PWM輸出方式。另外一種是DAC�(jīng)�(nèi)部EQ放大,該�(yǔ)音芯片聲音連續(xù)可調(diào),可�(shù)字控制調(diào)節(jié),可外接功放�
普通語(yǔ)音芯片放音功能實(shí)�(zhì)上是一�(gè)DAC�(guò)程,而ADC�(guò)程資料是由電腦完成,其中包括�(duì)�(yǔ)音信�(hào)的采�、壓縮、EQ等處��
錄音芯片包括ADC和DAC兩�(gè)�(guò)�,都是由芯片本身完成的,包括�(yǔ)音數(shù)�(jù)的采�、分�、壓縮、存�(chǔ)、播放等步驟�
ADC=AnalogDigitalChange模數(shù)�(zhuǎn)�
DAC=DigitalAnalogChange�(shù)模轉(zhuǎn)�
音質(zhì)的優(yōu)劣取決于ADC和DAC位數(shù)的多�。例如:20秒到340�,�10秒到340�.�(yǔ)音芯片直觀的從名稱(chēng)上來(lái)�,就是與語(yǔ)音有�(guān)的芯�,�(yǔ)音就是存�(chǔ)的電子聲�,凡是能發(fā)出聲音的芯片,就是�(yǔ)音芯�,俗稱(chēng)聲音芯片,英文�(zhǔn)確些�(lái)�(shuō)�(yīng)該是VoiceIC. 在語(yǔ)音芯片的大家庭中,根據(jù)聲音的類(lèi)型不同可分為(SpeechIC)�(MusicIC)兩種.這兒�(yīng)該算是語(yǔ)音芯片的區(qū)分方�.
�(yǔ)音芯片的生產(chǎn)方式
掩膜生產(chǎn)。掩膜生�(chǎn)通俗的說(shuō)就是先將聲音燒到芯片�,然后再�(jìn)行封�,一般有量的要求�
otp生產(chǎn)。所謂otp的意思是指的一次性燒錄。先把芯片封裝好,再借用軟件燒�(jìn)去聲音�
�(yǔ)音芯片有根據(jù)IC本身的物理結(jié)�(gòu)的多�(gè)通道(同時(shí)�(fā)出多�(gè)通道的聲�)可分為多種類(lèi)�:
一,單通道的:
1,單通道的語(yǔ)音IC(SpeechIC)(這種�(yǔ)音芯片不支持音樂(lè)IC音樂(lè)存儲(chǔ)方式);常見(jiàn)的語(yǔ)音IC是單通道的語(yǔ)音芯�,DKC020-OTP20秒和DKA010�(dòng)物叫聲是最典型的單通道�(yǔ)音芯片了,
2,單通道的音�(lè)IC(MusicIC),同一單位�(shí)間內(nèi)只能�(fā)出一種音�(lè)的音�(lè)IC,電子聲音文件是只有一�(gè)通道�.Mid后綴文件.
常說(shuō)的單音片,是一種最基本的音�(lè)IC,由一定時(shí)間內(nèi)音符輸出的多�,決定了單音片的效�,�64音符�,128音符等等.單音片應(yīng)用場(chǎng)合廣,�(jià)格極其低�,最常見(jiàn)的有單音片有生日快樂(lè)賀卡單音片.典型的有DK20S�
�(yán)格的�(shuō),單通道的音�(lè)IC和單音片的兩者結(jié)�(gòu)是不相同�
�,2通道�
1,2通道的語(yǔ)音IC,2通道和多通道的語(yǔ)音芯�,�(shí)際應(yīng)用中�(yǔ)音播放時(shí)一般會(huì)按規(guī)定固定在某一通道�(nèi)�(jìn)行聲音的播放(等同于單通道),但是這類(lèi)�(chǎn)品比單通道的語(yǔ)音IC(Speechic)成本要高,�(jià)格會(huì)高些,�(yǔ)音芯片廠家在�(shè)�(jì)�(shí)為了平衡�(chǎn)品價(jià)格和�(yīng)�,一般來(lái)�(shuō),功能支持和聲音效果方面都�(huì)做得更完美一�.
這種�(jié)�(gòu)也許是因?yàn)楫a(chǎn)品和方案�(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和�(jià)格所決定�,�(yǔ)音芯片輸出一般都是單通道的聲音輸�,支持立體聲的�(chǎn)品很�,要高端一些的�(chǎn)品就要選MP3主控芯片之類(lèi)的方案了
2,2通道的音�(lè)芯片,通俗叫法是雙音片(MusicWithDualToneIC),顧名思義,同一單位�(shí)間內(nèi)二�(gè)通道都可以發(fā)出音�(lè)的音�(lè)IC.電子聲音源文件一般為.Mid的二通道文件.常見(jiàn)的圣誕系列音�(lè)IC�:.
這里得多�(bǔ)充兩�,市面上還有一�(gè)叫melody的音�(lè)芯片,她是�(gè)什么定義呢?�(jiǎn)單的�(lái)�(shuō),比單音片的效果要好比和弦音樂(lè)芯片的效果要差的一種音�(lè)芯片,所以雙音片也有被叫成是melody音樂(lè)芯片,melody�(jié)�(gòu)�(yīng)該來(lái)�(shuō)是一種更的單音片,或者可以說(shuō)是二倍效果的單音�.
�,4通道,8通道或以上:
三通道以上的聲�.又稱(chēng)為和弦音�(lè).常說(shuō)�4和弦音樂(lè)IC就是�4通道的音�(lè)IC,例如DKC040...
一般多通道的語(yǔ)音芯片都是同�(shí)支持音樂(lè)IC(MusicIC)和語(yǔ)音IC(SpeechIC)功能�.
(a)“語(yǔ)音芯片”介紹:
?�?)語(yǔ)音信�(hào)的量�
采樣率(f�、位�(shù)(n�、波特率(T�
采樣:將�(yǔ)音模擬信�(hào)�(zhuǎn)化成�(shù)字信�(hào)�
采樣率:每秒采樣的�(gè)�(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:bitpersecond
采樣位數(shù)指在二�(jìn)制條件下的位�(shù)。一般在�(méi)有特別說(shuō)明的情況�,聲音的采樣位數(shù)�8位,�00H--FFH,靜音定�80H�
?�?)采樣率
奈奎斯特抽樣定理(NyquistLaw):要從抽樣信號(hào)中無(wú)失真地恢�(fù)原信�(hào),抽樣頻率應(yīng)大于2倍信�(hào)頻率。抽樣頻率小�2倍頻譜頻率時(shí),信�(hào)的頻譜有混疊。抽樣頻率大�2倍頻譜頻率時(shí),信�(hào)的頻譜無(wú)混疊�
嗓音的頻帶寬度為20�20KHZ左右,普通的聲音大概�3KHZ以下。所以,一般CD取的音質(zhì)�44.1K�16bit,如果碰到某些特別的聲音,如�(lè)�,音�(zhì)也有�48K�24bit的情況,但不是主��
一般在我們處理針�(duì)普通語(yǔ)音IC的時(shí)�,采樣率�(dá)�16K就夠�、說(shuō)�(huà)聲一般取8K(如電話(huà)音質(zhì)��6K左右。低�6K效果比較�。而DKC系列�(yǔ)音芯片采樣可以做�22K�
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�(hào)的監(jiān)控和檢測(cè),所以要綜合考慮�
�3)語(yǔ)音壓縮技�(shù)�
由于�(yǔ)音數(shù)�(jù)量龐大,�(duì)�(yǔ)音數(shù)�(jù)�(jìn)行有效壓縮是很必要的,能夠使我�?cè)谟邢薜腞OM空間里錄入更多的�(yǔ)音內(nèi)�。有以下幾種方式�
�(yǔ)音分段:將語(yǔ)音中可以重復(fù)的部分截取出�(lái),通過(guò)排列組合將內(nèi)容完整地回放出來(lái)�
�(yǔ)音采樣:一般我們使用的喇叭頻響曲線(xiàn)在中頻部�,較少用到高�,所�,在喇叭音質(zhì)可以接受的情況下,適�(dāng)降低采樣頻率,達(dá)到壓縮效�,這種�(guò)程是不可逆的,無(wú)法恢�(fù)原貌,叫有損壓縮�
�(shù)�(xué)壓縮:主要是針對(duì)采樣位數(shù)�(jìn)行壓縮,這種方式也是有損壓縮。例�,我們經(jīng)常采用的ADPCM壓縮格式,是將語(yǔ)音數(shù)�(jù)�16bit壓縮�4bit,壓縮率�4�。MP3是對(duì)�(shù)�(jù)流�(jìn)行壓縮,涉及到數(shù)�(jù)�(yù)�(cè)�(wèn)�,它的波特率壓縮倍率�10倍左��
通常,以上幾種壓縮方式都是綜合起�(lái)使用��
�4)常用語(yǔ)音格�
PCM格式:PulseCodeModulation脈沖編碼�(diào)�,它將聲音模擬信�(hào)采樣后得到量化后的語(yǔ)音數(shù)�(jù),是最基本最原始的一種語(yǔ)音格�。同它極為類(lèi)似的還有RAW格式和SND格式。它們都是純�(yǔ)音格��
WAV格式:WaveAudioFiles是微軟公司開(kāi)�(fā)的一種聲音文件格�,也叫波形聲音文�,被Windows平臺(tái)及其�(yīng)用程序廣泛支�。WAV格式支持許多壓縮算法,支持多種音頻位�(shù)、采樣頻率和聲道,但WAV格式�(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳�。WAV文件里面存放的每一塊數(shù)�(jù)都有自己�(dú)立的�(biāo)�(shí),通過(guò)這些�(biāo)�(shí)可以告訴用戶(hù)究竟這是什么數(shù)�(jù),這些�(shù)�(jù)包括采樣頻率和位�(shù),單聲道(mono)還是立體�(stero)��
ADPCM格式:是利用�(duì)�(guò)去的幾�(gè)抽樣值來(lái)�(yù)�(cè)�(dāng)前輸入的樣值,并使其具有自適應(yīng)的預(yù)�(cè)功能與實(shí)際檢�(cè)值�(jìn)行比�,隨�(shí)�(duì)�(cè)得的差值自�(dòng)�(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�(guò)程簡(jiǎn)�。它的優(yōu)�(diǎn)是對(duì)于人聲的處理比較逼真,一般達(dá)�90%以上,已廣泛地應(yīng)用于電話(huà)通信�(lǐng)��
MP3格式:MovingPictureExpertsGroupAudioLayerIII,簡(jiǎn)�(chēng)為MP3。它是利用MPEGAudioLayer3的技�(shù),采取了名為“感官編碼技�(shù)”的編碼算法:編碼時(shí)先對(duì)音頻文件�(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�,形成具有較高壓縮比的mp3文件,并使壓縮后的文件在回放�(shí)能夠�(dá)到較接近原音源的聲音效果。它的實(shí)�(zhì)是vbr(VariantBitrate可變波特率)可以根據(jù)編碼的內(nèi)容動(dòng)�(tài)地選擇合適的波特�,因此編碼的�(jié)果是在保證了音質(zhì)的同�(shí)又照顧了文件的大��
mp3壓縮�10倍甚�12�。是最初出�(xiàn)的一種高壓縮率的�(yǔ)音格式�
LinearScale格式:根�(jù)聲音的變化率大小,把聲音分成若干�,對(duì)每段用線(xiàn)性比例�(jìn)行壓�,但是它的比例是可變的�
Logpcm格式:基本上�(duì)整�(gè)聲音�(jìn)行線(xiàn)性壓�,將若干位去�。這種壓縮方式在硬件上很容易實(shí)�(xiàn),但音質(zhì)比LinearScale差一�,特別是音量較小聲音比較�(xì)膩的情況下效果較差。主要用于purespeech方面。mid格式。mid格式的語(yǔ)音所占的空間比較狹小,有�(shí)短短20幾秒的芯片就能裝�(jìn)去十多首mid格式的音�(lè).
?。╞)“音�(lè)芯片”介紹:
�1)音�(lè)的通道與音色:
包絡(luò)(envelope)方�(patch)通道(channel�
包絡(luò):合成音色的一部分,單位時(shí)間內(nèi)音符輸出的變�,常�(jiàn)有“ADSR�
方波:合成音色的一部分,單位時(shí)間內(nèi)音符方波電流的變�。(另見(jiàn)三角波等�
通道:在同一�(shí)間內(nèi),芯片輸出的音符�(gè)�(shù),即“單音樂(lè)器”的�(gè)�(shù)�
PCT:模擬音色的一�,通過(guò)采樣256�(gè)�(diǎn)的樂(lè)器聲音來(lái)模擬出各�(gè)音符的音��(音色柔和,占空間�,但不夠真實(shí))
FULLWAVE:通過(guò)采集一種樂(lè)器聲音來(lái)模擬各�(gè)音符音高。(�(lè)器聲真實(shí),但占用空間�,且采集音色音質(zhì)要求高)
�2)音�(lè)的壓縮:
由于音樂(lè)�(shù)�(jù)量龐�,對(duì)音樂(lè)�(shù)�(jù)�(jìn)行有效壓縮是很必要的,能夠使我�?cè)谟邢薜腞OM空間里錄入更多的音樂(lè)�(nèi)容。有以下幾種方式�
音樂(lè)分段:將音樂(lè)中可以重�(fù)的部分截取出�(lái),通過(guò)排列組合將內(nèi)容完整地回放出來(lái)�
音色:根�(jù)音樂(lè)的豐�(mǎn)程度、需求程�,來(lái)確定Fullwave,PCT、dualtone的選�,各�(gè)音色占用空間不懂,音色質(zhì)量也不同�
�(shù)�(xué)壓縮:主要是針對(duì)采樣的音色(Fullwave)�(jìn)行壓�,這種方式也是有損壓縮,對(duì)于要采集的音色�(jìn)行降采樣、處理等減小采集音色的大?。ㄍZ(yǔ)音類(lèi)的修音)�
�(yǔ)音ROM空間的表�
�(yǔ)音芯片為表述的形象化,由�(yǔ)音長(zhǎng)度來(lái)表示
a)普通語(yǔ)音芯片以6K采樣率為�(yǔ)音長(zhǎng)度計(jì)算標(biāo)�(zhǔn),采樣到22K�
b)錄音IC�6K采樣率為�(yǔ)音長(zhǎng)度計(jì)算標(biāo)�(zhǔn)�
即:�6k采樣率芯片可以播放的�(zhǎng)��
�(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�(shù))決定芯片成�。低秒數(shù)�(yǔ)音芯片其I/O口較��
b)音質(zhì)提高,采樣提�,語(yǔ)音秒�(shù)縮短�
音質(zhì)降低,采樣降低,�(yǔ)音秒�(shù)變長(zhǎng)
�(yǔ)音秒�(shù)的計(jì)算方法:M/(n*f)
M---ROM�?。╞it)n*f---波特�
聲音處理軟件介紹
1)SoundForge
2)Cooledit
3)goldwave
4)Calewalk
�(yǔ)音芯片根�(jù)集成電路�(lèi)型來(lái)�,凡是與聲音有�(guān)系的集成電路被統(tǒng)�(chēng)為語(yǔ)音芯�(又稱(chēng)�(yǔ)音IC,這里�(yīng)該叫成VoiceIC),但是在語(yǔ)音芯片的大類(lèi)型中,又被分為�(yǔ)音IC(這里�(yīng)該叫成SpeechIC),音樂(lè)IC(這里�(yīng)該叫成MusicIC)兩種.
?。╝)現(xiàn)在市�(chǎng)上常�(jiàn)�(yǔ)音芯片分�(lèi)�
短時(shí)間芯片有10��20��40��80�,170秒的芯片�
常用的模塊有�6分鐘�8分鐘�16分鐘�1小時(shí)的等�
通用的芯片有�3秒到340�
(b)�(xiàn)在市�(chǎng)上常�(jiàn)音樂(lè)芯片分類(lèi)�
單音片:是一種最基本的音�(lè)IC,是音�(lè)單通道�,同一�(shí)間音符輸出的多少,決定了單音片的效�,�70�,100多音符等�.
音樂(lè)通道�2通道�3通道�4通道�8通道�12通道等更�。��
控制方式:按鍵控�,一�(xiàn)串口控制,二�(xiàn)串口控制,三�(xiàn)串口控制,并口控�,單片機(jī)控制,等��
(c)�(xiàn)行的�(yǔ)音芯片主要是在廣州和深圳兩地研發(fā)并且生產(chǎn),主要的�(yǔ)音芯片大概分20秒�40��80��170秒等�,與傳統(tǒng)的芯片相�,這些ic多數(shù)采用的是8腳封�,使操作變得更加�(jiǎn)單了�
家電行業(yè):電磁爐、電飯煲、冰�、洗衣機(jī)、空�(diào)、風(fēng)扇等�
安防�(bào)警:倒車(chē)?yán)走_(dá)、叉�(chē)�(bào)警器、家庭防�、門(mén)禁系�(tǒng)�
�(yī)療器械:弱視治療儀、血壓計(jì)、臭氧治療儀、血糖儀等等
廣告媒體:語(yǔ)音廣告牌、鏡子廣告機(jī)、迎賓器、廣告宣傳器等等
玩具系列:語(yǔ)音識(shí)別、小汽車(chē),布娃娃等等
智能交通:一卡通設(shè)�、紅綠燈提醒等等
交通工具:�(yǔ)音電�(dòng)�(chē),語(yǔ)音公交站�
禮品賀卡:賀卡、生日蛋糕祝福鈴聲等
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