音频播放器

音频播放器（共5篇）

音频播放器 篇1

摘要：采用TOP-DOWN设计方法, 在DE2开发平台上完成音频播放器设计。设计主要包括NiosⅡ软核处理器、音频控制器、I2C控制器和IDE接口等IP核构成的NiosⅡ系统, 在此基础上完成μClinux操作系统移植以及完成基于HAL层的音频驱动器的驱动程序开发, 最后用C语言在NiosⅡ系统上编写应用程序进行测试。该实现方法即是下一代消费类电子发展的趋势, 也是集成电路发展的一个趋势。

关键词：SoPC,音频控制器,HAL,系统移植

0 引 言

随着集成电路的发展, 嵌入式系统发生了深刻的变革, 各种消费类电子产品、终端设备都采用了嵌入设计技术。SoPC技术[1]作为嵌入式系统的重要分支, 最近两年发展迅猛, 使用软核处理器的概念[2]更加明确, 但目前市场上还没有软核控制器的产品。随着软核处理器的不断成熟, 软核处理器必将应用在各种设备上, 使得终端产品的价格也会因此而降低。在此, 采用SoPC技术, 设计了由Nios Ⅱ软核处理器作为中央处理单元、开发音频控制器及I2C控制器等IP核[3]构成的音频播放器系统。在此基础上, 完成了μClinux操作系统移植及相应驱动程序开发, 用C语言在该系统上编写应用程序进行测试, 实现了一个完整的音频播放器功能。

1 系统的整体结构

在此使用的硬件开发平台是DE2开发板, 它是Altera公司针对大学教学以及研究机构推出的FPGA开发平台。DE2平台上提供的硬件资源有Altera CycloneⅡ系列的EP2C35F672C6;主动串行配置器件EPCS16U30;编程调试和用户API设计的USB Blaster, 支持JTAG模式和AS模式;512 KB SRAM;8 MB SDRAM;4 MB FLASH;SD卡接口;两个板上时钟源, 50 MHz和27 MHz;24位音频编解码器等。音频播放器的系统硬件框图如图1所示。

在图1中, 处理器的工作由Nios Ⅱ软核处理器完成;存储器是存放音频文件, DE2开发板外接了SD卡扩展口, 该设计采用SD卡作为数据的存储, 音频编解码处理单元使用的是音频编解码芯片WM8731。

实现音频播放器需要开发二个接口, 一个是处理器控制WM8731的控制接口, WM8731有3线和2线两种控制方式, 在此采用的是两线的I2C控制模式;第二个接口是音频编解码控制器接口, 也是设计的核心重点, 最后把这二个接口包装成IP。IP与系统之间的互联使用Avalon总线结构, 与系统之间的关系[3]如图2所示, 其他IP由Altera公司免费提供。

2 I2C控制模块与音频编解码控制接口设计

2.1 I2C控制模块接口设计

在I2C控制器中, 输入SCLK是I2C控制器的时钟输入, 频率为20 kHz, 通过外部晶振分频可以得到。WM8731总线接口时序如图3所示。

WM8731控制接口采用两线接口模式, 起始条件是SDIN为下降沿而SCLK为上升沿的时刻。接下来的7位是设备地址, 确定使用哪一个设备 (这里使用就是WM8731) , 之后一位为确定数据的传输方向, 0说明为写状态。设备在第9个时钟周期通过SDIN, 它为低电平态, 用于确定寄存器地址和读/写控制, 应答数据传输 (ACK, 一共需要3个应答信号) 。B[15:8]包括了要控制的寄存器地址, B[7:0]包含的是数据信息。结束条件是传输数据后SDIN和SCLK均为高电平。

由时序图和WM8731芯片的具体控制过程得知, I2C控制器每次传输24 b数据, 前8 b是从设备地址, 接下来的8 b是从设备寄存器地址, 最后8 b是数据, 但是WM8731的寄存器地址是7 b, 数据是9 b。所以实际传输时, 从设备寄存器地址的最后一位为数据的最高位, 即第9 b。

I2C控制器使用33个I2C时钟周期, 完成1次传输24 b数据, 第一个时钟周期用于初始化控制器, 第2, 3个周期用于启动传输, 第4～30个周期用于传输数据。其中, 包括3个ACK信号, 最后3个时钟周期用以停止传输。控制器中使用了一个6 b计数器对传输周期计数。在开始传输之前和结束传输之后, 总线的时钟信号应该保持高电平, 并且起始条件和结束条件由I2C的两个信号共同配合完成。

I2C传输一次数据的控制流程如图4所示。结合WM8731 I2C总线控制时序图, SD0为控制器发送的串行数据, END为传输结束标志。当复位信号为有效电平时, 发送计数器置为6′b111111, 因为当计数器值为32时, I2C控制总线停止传输数据;当复位电平无效时, 计数器赋值为0, 等待数据传输开始标志。当传输标志有效时, 计数器开始计数, 完成I2C控制器数据传输的控制功能, 计数同时对计数器的值进行判断。当计数器值为0 (第1个时钟周期) 时, 对控制器进行初始化;当计数器为值1和2时, 启动传输, 依次类推, 与控制时序完全对应。

2.2 I2C配置模块

I2C配置模块是通过例化I2C控制模块完成对WM8731内部11个寄存器包括工作模式、采样率、音量等参数的设定。WM8731的寄存器以及参数值设置如表1所示。

配置数据指通过查表的方式对数据进行配置。从表中可以看出, 数据为16 b, 包括寄存器地址和寄存器数据。

最后, 把用Verilog代码编写的I2C控制器模块程序, 利用SoPC Builder工具进行包装, 用IP的形式连接到系统的Avalon总线上。I2C控制功能所需的Avalon总线信号类型、传输方向及接口名称如表2所示。

2.3 音频编解码控制接口设计

音频控制模块主要是完成对音频编解码芯片WM8731的接口控制。在接口的拓扑结构中, 从端口需要接收或者发送音频数据, 因而需要加一个音频控制器, 负责数据的传输。Nios Ⅱ把音频控制器中的数据送给WM8731的数据接收引脚DACDAT, 可以完成音频的播放。同理, 录音过程也需要在WM8731中完成ADC转换后, 通过音频控制器送给Nios Ⅱ处理。这里主要是一个音频控制器和Avalon总线之间的相互通信, 图5为接口拓扑结构。

Nios Ⅱ处理器与WM8731之间的数据交换要求音频控制器功能包括FIFO单元、数据并入串出转换模块、位时钟发生器模块、数据锁存模块等, 音频控制器结构模块如图6所示。

通过外部晶振分频为音频控制器提供一个WM8731所需的18 MHz工作频率, 这个频率从引脚oAUD_XCK (WM8731主时钟) 输出, 数字音频位时钟 (oAUD_BCK) , left/right 采样时钟 (oAUD_LRCK) 都是从18 MHz经过分频处理得到。其中, oAUD_BCK信号频率为3 MHz;oAUD_LRCK信号频率为96 kHz, FIFO接收的数据经过锁存器控制后送到并入串出模块, 这时信号可以直接给音频编解码芯片来使用。音频控制器端口信号如表3所示。

最后还是利用SoPC Builder将编写好的音频控制器中Verilog代码封装成IP, 在使用时调用即可。

3 操作系统移植

操作系统移植的实验环境为PC上采用虚拟机的方法来访问Linux系统, Linux操作系统使用的是Red Hat Enterprise 4 AS。在这个环境下进行系统移植[4,5], 需要下载一些Nios Ⅱ开发工具, 如下:

(1) nios2gcc.tar.bz2:nios2gcc交叉编译工具;

(2) μClinux-dist-20070130-nios2-02.diff.gz μClinux源代码包;

(3) μClinux-dist-20070130-nios2-02.diff.gz μClinux补丁。

系统移植主要设计问题有bootloader配置、内核配置和文件系统的配置。

μClinux系统的日益完善, 现行大部分操作系统移植属于板级移植, 即所用的处理器已经被μClinux支持, 板级移植需要修改或添加linux/arch/Nios2 nommu/scripts目录中的文件, 该目录中主要是与具体硬件平台相关的配置, 可以利用Nios Ⅱ自带的SoPC Builder软件生成具体平台对应的配置文件[6,7]。但具体的细节略有不同。这里重点要修改两个文件:altera.c和dm9000x.c。altera.c文件主要是文件本身默认的存储单元, 其大小与实际的开发板略有出入, 把默认的的寄存器大小改为与开发板一致即可。第二个要修改的文件dm9000x.c, 将其中的na_dm9000全部改为na_DM9000A, 保存后退出。内核的配置与一般μClinux内核配置过程基本相同, 配置好后, 保存, 重新编译。最后可在make生成所需要的内核, 把编译好的内核文件通过jtag下载到系统中, 得到如图7所示的启动界面, 它表明系统启动成功, 可以对其进行一般Linux的系统操作。

4 音频驱动程序的编写

设备驱动程序可以使用模块的方式动态地加载到内核中去。它们之间的关系如图8所示。

设备注册:设备注册使用函数register_chrdev, 调用后函数就可以向系统申请主设备号, 如果register_chrdev操作成功, 设备名就会出现在/proc/devices文件里。设备注册需要的头文件为fs.h, 具体的各个形式参数意义与注册函数的形参相同[8], 若函数返回值为0, 说明关闭设备成功, 否则返回-1。

I/O设备的读/写:在PIO设备寄存器范围内使用结构体变量访问使用和分配PIO设备, 可以提高驱动程序的开发效率。-linux-2.6.x/include/asm-nios2nommu/pio_struct.h中定义了np_pio结构体, 如下:

I/O内存分配和映射:在使用之前, 必须首先分配I/O内存区域[9,10] (memory region) 的接口。该设计的设备驱动程序申请内存区域可以被定义为:

该函数从WM8731_BASE开始分配sizeof (np_pio) 长的内存区域。如果成功, 返回非NULL指针;否则返回NULL值。

设备操作:假定设备文件代表物理设备, 这些物理设备一些用作输入, 一些用作输出。因此, 在内核中驱动程序对于输出设备可以通过打开设备文件对它写操作, 就像写一个文件, 也可以通过打开设备完成如读设备等操作, 最后关闭文件, 这些操作在file_operation结构体[5]中定义。

5 测 试

对驱动程序的验证主要是通过几个应用程序实现的。在μClinux里, 驱动程序的编写是在IDE里完成的, 编译通过后, 与μClinux一起下载到开发板上进行测试。当驱动程序加载到系统后, 首先查看设备是否被加载上, 利用命令查看设备号, 确认设备是否被挂载上, 在提示符后面, 所用命令为:

可以看出设备de2_wm8731已经被加载, 其设备号为243。

5.1 在IDE中编写应用程序

编写应用程序的方法与普通C编程相同, 主要是把音乐数据送到音频控制器音频数据接口, 这里播放的是WAV格式的音频文件。由于受到存储空间的限制, 首先要将WAV文件转换成十进制文件 (二, 八进制亦可) , 选取其中的很小一段, 以数组的形式放到应用程序里, 这些数组中存放的就是音频测试数据。

5.2 把WAV文件转换成十进制数据的方法

当音频控制器不在μClinux操作系统下播放音频数据时, 而是通过存储媒质 (如SD卡) 播放的, 则可以把从buffer里读出的数据以十进制的方式打印出来, 主要程序代码为:

这样就把音频数据以下列十进制形式打印出来:

37, 255, 52, 255, 38, 0, 84, 255, 94, 0, 119, 255, 148, 0, 157, 255, 202, 0, 196, 255, 255, 0, 238, 255

5.3 应用程序编译

编译应用程序需要编写一小段makefile文件。这里把其他应用程序的makefile拷贝过来进行修改使用, 该验证把系统中自带的samples/hello/Makefile拷贝到应用程序testaudio工程中, 然后修改Makefile。

Hello程序的Makefile文件主要程序段为:

完成修改后, 在工程中单击右键, 选择Create Make Target, 这时生成testaudio.exe文件, 将其拷贝到文件系统里的bin文件夹下, 再对文件系统进行编译, 此后文件系统的/bin中就含有testaudio.exe程序。这时在μClinux下运行该应用程序即可。

其他驱动程序, 如显示、按键和LED采用类似的方法编写测试程序, 再向相应的数据缓冲区内写数据, 这些数据都可以在相应终端看到, 且可以实现相应的功能, 驱动成功。

6 结 语

这里主要是将嵌入式众多技术中发展比较快的FPGA, SoPC、嵌入式操作系统等有机结合起来, 利用DE2开发平台, 主要完成以下几方面工作:

(1) 对DE2开发平台功能模块进行划分, 掌握其开发平台特性、使用方法, 及SoPC系统设计过程、Avalon总线规范和使用方法;

(2) 掌握音频编解码芯片的工作原理, 完成其接口设计, 主要包括控制接口和音频数字接口两部分, 并结合第三方IP, 完成基于Nios Ⅱ音频系统的FPGA的设计;

(3) 研究嵌入式操作系统相关知识, 完成μClinux系统中基于Nios Ⅱ硬件平台的移植工作;

(4) 研究嵌入式驱动程序的基本方法, 完成音频驱动程序的设计和调试。实现音频驱动程序的功能, 可以正常播放音频文件。

参考文献

[1]李兰英.NiosⅡ嵌入式软核SoPC设计原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.

[2]Deng Qingxu, Xu Hai.An Embedded SoPC System using Automation Design[A].International Conference on Parallel Processing[C].IEEE Computer Society, 2005:232-239.

[3]张春生.面向SoPC的IP核设计与IP复用技术研究[D].长沙:国防科技大学, 2006.

[4]ChinChen Chang, YungChen Chou.High Payload Data Em-bedding with Hybrid Strategy[J].Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 2007, 1:505-508.

[5]Chen M C, Fang Y J, Zhang D H.Development of an Em-bedded Industrial Vision System[A].20061st IEEE Confer-ence, Industrial Electronics and Applications[C].Singapore, 2006:1-4.

[6]Yingshieh Kung, Guashieh Shu.Development of a FPGA-based Motion Control ICfor Robot Arm[A].IEEEInterna-tional Conference on Industrial Technology[C].IEEE Com-puter Society, 2005:1397-1402.

[7]Onatban Corbet, Alessandro Rubini, Greg Kroab Hart man.Linux Device Driver[M].3版.魏永明, 译.北京:中国电力出版社, 2006.

[8]蔡伟纲.NiosⅡ软件架构解析[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2007.

[9]Tam Nguyen, Zaliznyak.Architecture and Methodology of a SoPC with3.25Gbps CDR Based SERDES and1Gbps Dy-namic Phase Alignment[A].Custom Integrated Circuits Confe-rence[C].IEEE Computer Society, 2003:659-662.

[10]Kuan Jen Lin, Chuang Hsiang Huang.Design and Imple-mentation of a Schedulable DMAC on an AMBA-Based SoPC Platform[A].IEEE Asia Pacific on Conference Cir-cuits and Systems[C].IEEE Computer Society, 2005:279-282.

音频播放器 篇2

totem是基于最新的linux多媒体架构gstreamer而写的播放器，所以，要让他支持播放各种格式，首先要安装对应的gstreamer的各种库，如下：

1、gstreamer-ffmpeg

2、gstreamer-plugins-bad

3、gstreamer-plugins-ugly

安装步骤

安装yum源

rpm -ivh rpm.livna.org/livna-release-7.rpm

安装gstreamer-ffmpeg

yum -y install gstreamer-ffmpeg

安装对应的解码器

yum -y install gstreamer-plugins-bad

另外一套解码器

yum -y install gstreamer-plugins-ugly

此时网上的歌曲都可以自由播放了，

Fedora core 7 Totem音频播放解决方案

，

音频播放器 篇3

关键词 豪杰超级解霸；DVD；DAC；采集

中图分类号：G436 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）06-0091-02

Using Media Players Access to DVD Audio Discs//Li Zhijian

Abstract Audio is a multimedia production of the necessary material. A lot of audio sources, with the popularity of DVD discs a lot of teachers and students hope to obtain from the DVD player they need the audio material. This article describes two kinds of use of “Herosoft Player V9”access to DVD audio discs method.

Key words Herosoft Player；DVD；DAC；access

Author’s address Chuxiong Normal University, Chuxiong, Yunnan 675000

音频是在多媒体教学软件、电视教材以及听力训练教材所必不可少的媒体素材。获取音频素材的方法有很多种，如：从网络下载，从CD、VCD抓取，从磁带转录等。而随着DVD的普及，DVD影碟也成为音频素材的一个重要来源。

从VCD中获取音频的方法在很多教育技术教程中都有介绍，一般利用“超级解霸”的“音频解霸”从VCD视频光盘中抓取音频。基本步骤：首先用“音频解霸”播放VCD伴音，并使伴音“循环”播放，再设置录音的“开始点”和“结束点”，最后将循环段落保存为MP3。这种方法简单而高效，既能一次性采集整个VCD光盘的伴音，又能只采集其中的某一个片段。但是采用这种方法却不能直接提取DVD影碟中的伴音。不过，这并不是说就不能采集DVD影碟的伴音，“豪杰超级解霸”不仅提供了强大的媒体播放器，而且还附带一些功能强大、操作便捷的音视频采编工具。笔者在教学过程中经过长期实践探索，找到2种通过“豪杰超级解霸”的附带工具与播放器相互配合直接从DVD影碟采集音频的方法。2种方法各有特点，用户可根据具体情况选用适当方法。

1 DAC转换法

所谓DAC转换法，即首先利用“豪杰超级解霸”附带的“DAC提取”工具把DVD影碟的伴音提取出来，保存为DAC格式，再转换成MP3格式。

DAC数字音频格式是豪杰公司从2000年～2004年历经3年研发、1年评测，具有完全知识产权的中国标准，全称是“Digital Audio Compress”（数字音频压缩）。DAC压缩与解压缩技术基于声音的自然模型来编码，在8 KHz～1 MHz之间的任意频率范围内采样，没有频率数据丢失，很好地保留高频声音数据。以相同位率200 K～300 K（立体声）来作比较，接近CD原声效果。“豪杰超级解霸”从V9版开始全面支持DAC格式的提取和编辑，所以本文使用的软件版本为V9。

1）将DVD影碟放入光驱，关闭自动运行的播放器。

2）选择程序菜单中的“DVD提取DAC”命令（图1）。

3）在弹出的“DVD—DAC转换”程序窗口中添加DVD中的视频文件。如果要提取整张DVD的音频，点击“添加目录”按钮，将光盘中的“VIDEO_TS”文件夹整个添加进来。如果只提取电影中一个较长段落的音频，选择“添加文件”，添加单个vob视频文件（图2）。

4）添加完成后，需要设置输出目录、频率、量化、位率等参数。如果需要提取整张DVD的伴音，“输出目录”则应选择有较多可用磁盘空间的分区。提高采样频率，生成文件数据量有小幅增大的趋势，音质得到提升；提高量化级别，生成文件数据量会大幅下降，音质明显变差；而提高位率，生成文件数据量有大幅增加，音质明显得到提升，尤其是高频段表现优异。

由于提取的DAC文件不能使用多媒体课件制作软件和非线性编辑软件直接调用，所以要将其转换为MP3格式。提取的DAC音频质量直接决定最后生成的MP3音频质量。

5）使用“DAC专辑”中的“DAC转MP3”命令将提取的DAC音频转换为MP3格式（图3）。

6）转换结束，将MP3音频重命名后便可作为素材保存。

这种方法对于提取整部电影的伴音或是其中大段影片的伴音十分方便，但如果要提取的只是影片中的一小段伴音或者几句话，使用这种方法便不太适合。并且这种方法在提取伴音时不能选择语言的种类，也就是说只能提取电影的原版配音，这对想要利用配音学习外语的用户就很遗憾。下面介绍另外一种方法，可以解决以上问题。

2 同步录音法

所谓同步录音法，即在播放DVD影碟的同时，使用“豪杰超级解霸”的“MP3录音机”工具通过“立体声混音”的方式把影碟中播放出的声音录制为MP3。

1）使用“视频解霸”播放DVD影碟，播放时选择好配音语言的语种，并在要录音段落的起始处暂停播放。

2）调整音频属性，设置“录音”方式为“立体声混音”（ 图4）。

3）打开“音频工具”中的“MP3录音机”工具（图5）。

4）新建一个文件，并设置其保存路径（图6）。

5）设置相关参数。选定输出格式和输出路径后，从“设备”菜单中打开“当前录音属性”命令进行设置。“回音时间”设置越短录音起点越精确，这里设为10毫秒，其他参数为默认值（图7）。

6）设置完成后，单击“录音”按钮，然后快速播放影片，开始录音。等待录音结束，先单击“录音停止”按钮，再停止影片的播放。采用这样的顺序主要是为了使录制音频的长度恰到好处。

在使用“同步录音法”获取音频的过程中有2个问题值得注意，一是播放DVD影碟的播放器不一定用“豪杰视频解霸”，只要是具有DVD播放功能的媒体播放器均可使用；二是播放时应先选好配音语言的种类，因为很多DVD电影提供多语种配音，如英语、中文、日语、泰语等。如果外语教师在教学中需要利用某一语种的对白进行范例教学或是制作多媒体教学软件，DVD影碟提供了丰富的资源。

3 结束语

音频播放器 篇4

信号发生器是常用作测试的信号源或激励源的设备,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。随着电子技术的发展,目前广泛使用的信号发生器在原理各有千秋,但总体来说价格偏高、体积庞大[1]。本文设计了一种基于MP3播放器/数码录音笔的信号发生器,除了可以解决上述问题之外,还有能产生任意波形,可重复擦写,方便库函数管理,操作简单等优点,适用于低频测试,实验教学等领域。

2 系统总体框图

系统核心器件是带直录功能的M P 3音频播放器和数码录音笔,由两条输入通道、一条输出通道以及供电模块组成。系统框图如图1所示。

2.1 信号采集及保存

系统能够通过两种方法实现信号的采集及保存。

方法一是利用MP3/录音笔自带的Line-In线路功能,通过Line口采集自信源输出的模拟信号,经前置放大器、有源低通滤波器和直流偏置电路,完成对录入波形的放大、整形与调零,最终保存到播放器里。

方法二是利用音乐合成软件,通过设置相关参数来产生不同音频信号,经U S B接口保存到播放器中。

2.2 波形产生及使用

通过信号的采集,播放器里已经存储了各种音频信号,将播放器耳机口与后置电路输入端连接,经后置放大电路、直流偏置电路、整形电路、功率放大电路调理后的信号可直接作为测试信号输出或连接示波器观察。

2.3 供电模块

供电模块由两部分组成,分别为播放器自带电池和外围调理电路电源。后者采用两块3.7 V锂电池串联,经D C/D C变换器转化为±1 2 V和+5 V电压为外围电路供电。

3 系统硬件设计与测试

3.1 前置电路

针对信号源发出波形的不同,将采用不同的放大整形电路。

3.1.1 模拟信号通道

对于正弦波、三角波等连续信号,采用同相比例放大器放大,分压式连接电压跟随器提高带负载能力,经二阶压控低通滤波器和直流偏置电路,使到达Line口的模拟信号在播放器频率范围和幅值范围内。图2、3、4分别给出这三部分电路形式。

(1)前置放大电路:

(2)二阶压控有源低通滤波电路[2]:

取Q=0.75

则放大倍数

(3)直流偏置电路:

3.1.2 数字信号通道

对方波,脉冲等带宽信号,可以采用宽带放大器放大,为简化电路,这里直接使用反相器整形输出[3]。典型电路如图5所示。

3.2 后置电路

针对不同输出要求,分别采用带施密特触发器的反相器整形电路输出、功率放大输出和直接输出。

给出典型电路如图6。

图5前置电路

3.3 性能测试

3.3.1 放大电路幅度特性

经测试,放大电路对20Hz~20KHz范围内不同幅度的信号放大倍数基本一致,可达10~60倍。

3.3.2 滤波电路幅频特性

由于实验采用典型低通滤波器,这里只给出幅频特性曲线如图7。

3.3.3 功率放大

设计采用TDA1521音频放大器,输入信号为2KHz的正弦波时放大倍数如下表1。

3.3.4 反相器整形

在电源和地之间连接小电容,可以明显改善方波、脉冲整形效果。此外反相器对小信号的整形效果好于大信号。经测试,当输入信号在30m V以下时,能得到完好的波形。

4 系统软件设计与测试

4.1 方案选择

关于如何生成*.mp3的电信号文件,可采用以下几种方案:

(1)把*.c格式(或者其他可以生成正弦波的格式,如*.hex)转换为音乐播放器可识别的格式,即将文本文件→音频文件;

(2)用类似音乐合成器的软件/硬件,通过调整合适参数制作正弦波,甚至是方波,调制波。

(3)对X信号进行MPEG编码,生成x.mp3文件,使其输出电平符合正弦波规律,求解X信号应该是什么。

综合考虑,从可行性出发,以思路(2)为突破口找到了解决方法。

4.2 方案设计

随着网络音乐制作的大众化与电音设备的不断发展,制作者利用电子音乐合成器,选择应用电钮就能产生各种奇妙的音乐。这里采用一款名为FL Studio的录音软件完成了mp3格式任意信号的制作,并对相关参数设置做了进一步研究。

4.3 参数测试

下面以3x Osc插件为例,给出主控音高和通道音高同时为0d B时,钢琴卷帘上白键对应的输出频率(表2)、3x Osc插件参数配置(图8)、钢琴卷帘部分示意图(图9)以及频率-按键快速查找方法(图10)。

经测试表明,FL的3x Osc插件至少可以输出频率范围为1 H z~20KHz的信号,完全能够满足M P 3的播放范围。

5 系统联调评价

5.1 幅度性能

由于不同播放器的音量输出范围不同,以O P P O-D 2 9 L型号的M P 3为参考给出播放器音量对输出振幅的影响。

5.2 频率性能

由于不同播放器的截止频率有一定差异,同样以O P P O-D 2 9 L型号的M P 3为参考给出播放器的频率极限。

5.3 波形性能

图1 1-图16为电路的波形测试;其中第一路为输入,第二路为输出。

功率放大电路正弦波测试见图1 1。数字电路方波整形测试见图12;脉冲整形测试见图13。电压跟随器电路正弦波测试见图14;锯齿波测试见图15;三角波测试见图16。

经联调测试表明,基于MP3播放器及数码录音笔的信号源输出波形质量良好,电压调节范围可从m V量级到V量级,正弦波输出频率范围20Hz~20KHz,其他波形输出频率范围1KHz~5KHz,电源可持续供电1h左右,在音频范围内满足设计要求。

6 结束语

基于MP3/录音笔的信号发生器使用灵活,通过前/后置电路分模块控制,可以产生多种波形,具有操作简单,价格低廉等优点。

针对固件局限于音频范围的问题,可以通过在外围电路中添加分频、倍频模块解决。

摘要：针对传统信号源产生的波形固定、单一及体积大、造价高、携带不便等问题,本文提出了一种基于MP3播放器及数码录音笔的音频信号源设计方案。通过MP3播放器及数码录音笔的直录接口和USB端口录入可以实现多种信号波形的存储、调用。本文主要介绍了仪器的工作原理及设计方案,对相关电路给出了测试数据。

关键词：信号源,音频,MP3,数码录音笔,直录

参考文献

[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].第三版.北京:高等教育出版社,2001.

音频播放器 篇5

计算机和网络技术的飞速发展, 使得电台节目来源日益丰富;电台传统配置的CD机、卡座以及MD播放机的使用率已经越来越低, 因此在电台数字化改造中, 面对如何合理配置音频播放设备的问题, 必须进行具有针对性地认真思考。由于计算机和USB存储设备的普及, 主持人对USB移动存储设备的依赖性越来越高, 我们需要一种能替代CD机、卡座等传统播放设备的USB音频播放设备, 能实现多种形式的音频播放, 能通过网络、USB移动存储设备等进行节目下载、节目拷贝, 同时又不用担心因为联网或外挂USB设备使设备甚至电台内部感染计算机病毒, 造成播出事故。这种USB的音频播放设备应该是一种可以支持大容量存储的数字播放设备, 应该可以完成录播栏目的播出任务, 应该可以减轻音频工作站的负担, 增加播出安全保障。

综合对比了市面上几种专业级的数字播放设备, 杭州联汇公司的D6固态播放机 (图1) 能满足我们的使用。与其他几种数字播放设备比较, 音频播出大同小异, 基本都是嵌入式操作系统, 内置大容量存储介质, 外置USB接口等。但是D6作为一款专用于广播电台的数字音频播放设备, 在使用功能之上, 还有其很多亮点, 如双USB接口, 在主持人播出时具有了更多更灵活的节目源选择;其基于以太网的网络连接功能, 通过特别设计的播控软件能方便地实现网络远程节目下载、节目编单和远程播出控制, 能更好地适应广播电台的数字网络系统。因此, D6除了能替代电台现有的CD、卡座等音频播放设备外, 还能为广播电台新的工作流程提供整体解决方案。

1 D6固态播放机综述

D6固态播放机主要分几个部分:中央处理器MCU、解码器、存储设备、USB总线、网络接口、音频DAC、显示界面和控制键等 (图2) 。其中中央处理器MCU和解码器是整个系统的核心。MCU运行播放机的整个控制程序, 控制播放机各部件的工作, 从存储设备读取数据送到解码器解码;接收控制按键的操作, 显示系统运行状态等任务。解码器直接完成各种格式音频数据流的解码操作, 并输出音频信号。

D6固态播放机采用Linux嵌入式操作系统, 运行稳定, 杜绝死机现象, 可以直接挂接在办公网上, 不必担心病毒感染, 设备运行更稳定更安全。内置高效的解码算法, 可以播放WAV、MP2、MP3等多种格式的音频文件, 能支持网络流媒体音频信号播放。特别是选取节目时, 自动对节目质量进行监测分析, 对不满足播出质量的音频在播出前进行提示, 从而保证播出质量。

D6固态播放机采用大容量SD存储卡作为存储介质, 由于消除了所有活动零件 (即磁带或光盘传送机构) , 相比CD机、卡座等音频播放设备使用寿命更长。固态存储卡可几乎无限次使用, 一块卡可重写多达10万次, 相当于约14年的使用寿命。同时外置双USB接口, 通过专门设计的编单软件, 可以在U盘上离线编单, 使得主持人可以在家里编单, 到直播间插上U盘就可以播出。

D6固态播放机具备一路模拟立体声和一路AES/EBU输出, 可以完全满足电台的数字化改造要求, 同时提供一路耳机监听输出, 方便主持人进行监听。一路模拟立体声输入可以和内置播放机音源切换输出, 并且当设备断电时输入输出自动旁通, 从而完成自动转播、补乐等功能。

D6同时还有RJ45网络接口, 通过特别设计的播控软件能方便地实现网络远程节目下载、节目编单和远程播出控制, 能更好地适应广播电台的数字网络系统。

2 用作直播室的音频播放设备

应用D6固态播放机, 主持人可在家通过D6的播控软件进行离线节目编单及拷贝, 上节目时带上U盘即可, 再也不需随身携带大量的CD、磁带, 从而彻底改变早期主持人“提篮子”上节目的繁琐、复杂的工作;而且D6的高可靠性又保证了挂接U盘的安全性, 杜绝了主持人在电台内网电脑上使用U盘造成病毒感染、系统瘫痪, 直接造成播出事故的可能 (图3) 。

3 用作硬盘播出系统的备份

充分评估D6基于网络的访问控制功能, 完全可以将安装在直播室的D6播放机同时作为录播栏目音频播出站使用, 通过网络进行远程节目下载、列表编单和播放控制, 能够非常方便就能实现一些录播节目的播出, 由于D6采用嵌入式操作系统, 它比播出工作站具有更高的安全可靠保障, 因此在实现录播节目无人值守播出时具有无可比拟的优势。

如图4所示, 频道编排人员通过D6的播控软件访问音频服务器, 对录播栏目进行远程编单, 同时将音频节目下载到D6内置的SD卡内, 通过定时播放设置, 从而实现了录播节目的自动播出。

如图5所示, 整个电台基于D6播放机可以部署一套分布式多频率录播系统。

4 自动转播、补乐功能

D6固态播放机能在模拟立体声输入和内置播放机音源之间切换, 而且设备断电时, 输入输出自动旁通, 利用这些特点, 很容易就实现安全播出中需要实现的自动转播、补乐等功能。

如图6所示, 直播调音台输出经过D6然后输出, 在直播过程中遇到停播 (如调音台故障) , D6可以自动切换音源, 实现自动补乐, 并且如果D6自身发生断电故障, 其输入输出旁通功能又能保证直播台的音源正常播出。

5 结束语

D6固态播放机作为一款灵活、高效的专业音频播放设备, 其嵌入式系统、大容量SD卡存储、网络播控等等诸多特点能很好的适应广播电台各个环节的专业要求, 在数字化改造中能够发挥其强大的优势和作用, 相信在今后电台数字化改造进程中类似D6的播放设备必将得到广泛运用。

摘要：D6固态播放机是一款能够替代CD机、卡座等传统播放设备的USB音频播放设备, 能实现多种形式的音频播放, 能通过网络、USB移动存储设备等进行节目下载、节目拷贝。