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标题: 音频发生器基本原理及设计 [打印本页]
作者: RNGxiaohu    时间: 2022-1-5 12:17
标题: 音频发生器基本原理及设计
声音的产生是由于发声物体以一定的频率振动，带动周围的空气振动，使动耳朵内的听小骨一起振动，这些振动被转换为微弱的电子脑波，它就使我们觉察到了声音。不同的发声物体（声源）音色不同。声源振动的快慢不一样即产生的频率不一样，故有高音、低音、中高音、中低音等区分。由于声源振动的幅度大小不一样，所以我们听到的声音有大小的区分。本文主要通过对输入的时钟频率按不同的分频比进行分频，以达到产生不同频率的声音。
5 H' }! K# P2 I& O; z+ j9 s- O7 |- Q+ ~
1 音频发生器基本原理及顶层设计. e% F, B- @$ R: o1 J1 ~
音频发生是基于声音的发生原理，利用外部晶振输入固定的频率（12MHz），由内部进行不同的分频得到，由于从数控分频器出来的信号是脉冲极窄的脉冲信号，为了能有效的驱动扬声器，需要外加一个D触发器以便于均衡占空比，这样出来的信号的频率就只有原信号的一半（6MHz）。* C/ Q/ E7 _# ?
" {4 y2 d9 g$ t" }
本音频发生器主要实现两个功能，通过按键选择。功能一可以通过按键让喇叭发出不同频率的声音，功能二可以预播放预设置的音频。. G( }5 u: ?# }; J

. {5 c3 L- ~$ A2 底层模块设计2 n; e& _' Z- h8 C, e0 V- s

' [1 E. i9 F+ i* o8 }图1 音频发生器顶层各模块连接图8 d/ W2 R& E+ ]0 F  h

# q8 Y# l" u7 Y2.1 按键模块! Y, E( v7 M. X. {
由于本模块可以实现13个不同的音调（7个低音，6个高音），所以在按键模块有13个拨码开关输入，采用编码的方式把13中不同的编码转换为4为的数据输出。为了同步于自动播放的模块，本模块与自动模块采用同一时钟信号（8Hz），以上升沿触发的形式触发得到按键的输入。
* d  q. B, \( y% k+ ^# h( d( }+ T1 g9 @
2.2 信号选择模块1 ]8 d* f. ?, |; x
由于本模块可以实现自动播放于手动输入音调的功能，为此为了能实现单一的信号输入，必须在音频信号处理之前对输入的信号给予选择。此模块有三个信号输入，一个信号选择短，两个输入信号。还有一个信号输出端，对于选中的信号直接输出。
6 q& Z6 ?8 x' ]. N+ q& \8 O
8 M3 P$ z! W  C& s+ A; [4 e4 K2 |2.3 自动信号产生模块. L& {9 M$ i, F
由于本模块可以实现自动播放内置歌曲的功能，所以必须要有一个模块来产生播放信号，此模块由8Hz 时钟输入，以计时器的方式产生4位的信号输出。
0 T: m  b& y5 U1 D1 {% I- r6 B$ }$ u! M
2.4 译码模块
" Q4 }, K$ a- Y2 X0 l" ]此模块的输入由选择器的输出的得，由于选择的输出是4位数据，所以需要由此模块进行译码以判断输出的高音/ 低音，也便把输入的数据输出显示，并且的到分频比以便于用于下一模块的分频。
2 Y, Y% _& w  a5 X# u4 J$ v% \# p$ W* |7 N6 g
2.5 分频模块
$ Q( x2 d8 n# e& m此模块有输入12MHz时钟频率，由输入的4位总线型数据控制对12MHz的信号进行不同比例的分频，然后经D触发器进行脉冲展宽，使扬声器有足够的功率发音。! I, G4 h* s- m( _$ ]3 Z4 H8 p( z# D
- I3 N1 \+ n* D6 H9 x! `9 Q: N
如：将PreCLK为CLK的16分频
* A( j! z+ t8 KDivideCLK : PROCESS(clk)
: s" c0 n/ @/ h6 @VARIABLE Count4 : STD_
( Q+ B" @: P) ^+ YLOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;
% E. z0 ]: I3 }BEGIN4 j, b: B. {8 W' A/ a8 @8 ~: p( s: X
PreCLK 11 THEN PreCLK
0 {4 E+ ?3 l* O  h# s; X# e

( k. j$ |3 `% N' ~: Q经过仿真，证实系统方案可行。
' l" T5 [, p8 C* u5 u* R4 C6 @# q
作者: guanshen    时间: 2022-1-5 12:24
音频发生利用外部晶振输入固定的频率由内部进行不同的分频得到
作者: sdsdwwwe22    时间: 2022-1-5 15:27
总线型数据控制对信号分频，D触发器进行脉冲展宽，发音功率就足够了
作者: jspij1    时间: 2022-1-5 17:17
要在音频信号处理之前对输入的信号给予选择



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