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USB Interface

USB 音頻界面（USB audio interface）通常使用 UAC/UAD 協(xié)議實現(xiàn)與主機的音頻數(shù)據(jù)傳輸。設(shè)備通常使用 MCU、FPGA 或?qū)Ｓ眯酒幚韰f(xié)議轉(zhuǎn)換。從用戶功能來說，主要包括麥克風(fēng)、聲卡和其它音頻設(shè)備的功能控制和接口標(biāo)準(zhǔn)，但其內(nèi)部可以有多種復(fù)雜的功能。以 Comtrue Inc. 生產(chǎn)的 CT7601 系列音頻芯片為例，其將 USB 2.0/1.1 接口異步轉(zhuǎn)換為多路 I2S 或 DSD 以及 SPDIF 協(xié)議。并且允許使用定制固件通過內(nèi)置 8051 控制其它芯片。此類芯片通常只需使用軟件寫入固件即可使用，但固件開發(fā)工具往往不對個人開放。CT7601 也是如此，所以不逆向開發(fā)的前提下，可以收集不同成品的固件進行修改。

Audio Codec

音頻芯片之間通常使用 I2S 協(xié)議（假設(shè)包含 Left-Justified 等協(xié)議）進行溝通，可認為其包含四條數(shù)據(jù)線：

1. MCLK 主時鐘：為模數(shù)芯片提供用于轉(zhuǎn)換、信號處理或調(diào)制等功能以及內(nèi)部基于 Delta-Sigma 的需求，通常不使用或使用單獨的時鐘。

2. SCK 同步時鐘：用于同步 I2S 數(shù)據(jù)傳輸。從模式時由主機提供，主模式時由內(nèi)部自己產(chǎn)生。需注意數(shù)據(jù)可同步于上升沿或下降沿。

3. SD 串行數(shù)據(jù)：以二進制補碼的形式在數(shù)據(jù)線上傳輸。在 LRCLK 變化后的第一個或第二個 SCK 脈沖，先傳輸最高位（MSB）。

4. LRCLK 聲道同步：既可以在 SCK 的上升沿，也可以在 SCK 的下降沿變化。既可以高電平表示左聲道也可以低電平表示。從設(shè)備在 SCK 的上升沿采樣 LRCLK 信號。

在設(shè)備間長距離傳輸數(shù)字信號時，SPDIF（AES/EBU 等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）是更好的選擇，采用了雙相相位編碼（BMC），將時鐘信號和數(shù)據(jù)信號混合在一起，只需單根信號線即可傳輸，方便通過使用同軸線、差分屏蔽線或光纖進行遠距離傳輸。

D/A Converter

音頻 DAC 將數(shù)字編碼通過調(diào)制器（通常為 Sigma-Delta 架構(gòu)）生成電壓或電流模擬信號，通過運放進行電平轉(zhuǎn)換、高通低通濾波、功率放大等操作，最后輸出到從設(shè)備。以 ES9018K2M 為例，其支持 I2S、DSD 以及 SPDIF 輸入，可復(fù)用 IO 自動檢測輸入?yún)f(xié)議。DAC 在數(shù)字信號輸入后進行數(shù)字濾波，其中主要有兩種濾波器：

Oversampling Filter

超采樣濾波或 PCM 濾波。通常存儲采樣頻率為有效頻率兩倍，對于直接將離散數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為階躍模擬信號的理想 DAC ，在頻譜上將會產(chǎn)生一簇簇邊帶。而通過差值后，就方便于設(shè)計接近完美的數(shù)字濾波器，來增加譜線簇之間的距離，有利于模擬濾波器的設(shè)計。設(shè)計數(shù)字濾波，首先將理想頻域響應(yīng)轉(zhuǎn)換成時域響應(yīng)，會發(fā)現(xiàn)時間范圍無限。對于數(shù)字信號處理，需要限定計算的時間范圍（加窗）。改變加窗函數(shù)可調(diào)整濾波器的性質(zhì)，常見有 Rectangle、Hanning、Hamming 等。而音頻處理常用 Roll-off 的斜率、時間的延遲、相位的變化等性質(zhì)來命名。

濾波不可避免的將產(chǎn)生振鈴（Ringing）和過沖（Overshoot），在 1kHz 的方波下可以明顯觀察到，并且過沖量不隨方波頻率變化而改變。通常越陡峭的濾波器越為明顯。雖然在模擬濾波器中也會出現(xiàn)類似情況，但數(shù)字濾波不會有潛在的自激風(fēng)險，可以更自由地按需求選擇。而對于音樂回放，人耳幾乎無法分辨區(qū)別。

De-emphasis Filter

數(shù)字去加重濾波器，是模擬錄音時代的產(chǎn)物。由于高頻信號通常振幅較小，為了提高 SNR 可以將高頻信號放大后傳輸。數(shù)字時代也有降低高頻小振幅信號量化失真的作用。

Current or Voltage Output

許多高性能 DAC 都支持采用電流或者電壓輸出模式，并且電流輸出通常具有稍高的動態(tài)范圍以及失真表現(xiàn)。通常情況下，兩者都可看作具有固定內(nèi)阻的電壓源或并聯(lián)了固定電阻的電流源，并且通常具有偏置電壓/電流。如采用電流輸出，可使用一級運放組成 I/V 電路轉(zhuǎn)換為電壓輸出。