[参考译文] TAC5111：如何消除背景噪声并避免音频失真

您好、

我假设您讨论的是 ADC 增益、而不是 DAC、但如果有问题、请告诉我。 通常、如果增益（或音量）增加、则会统一提高所有输入的信号电平、包括背景噪声和预期主题电平、因此我们会看到噪声电平增加以 dB 为单位的增益量和主题电平、直到超过信号上限、我们会看到削波、这被听到为失真。 为了帮助缓解这种情况、我首先建议您确保麦克风尽可能靠近受试者、朝向正确的方向、以避免在声学空间中产生尽可能多的背景噪音。 接下来、我们可以调整编解码器输入增益。 我们的许多采用 ADC 的器件都具有一项功能、包括称为 AGC 或自动增益控制的 TAC5111。 使用 AGC、您可以设置一个始终需要受试者关注的阈值电平、该器件将增大增益、直到输入音量与预期的 dBFS 匹配、并在超过该阈值时减小增益、以避免削波。 您还可以设置噪声阈值、这是输入信号被视为噪声且增益会降低的电平。 当信号高于此噪声阈值时、它将激活此自动增益增加、因此您仍会听到噪声水平增加的声音。 有关 TAC5111 中 AGC 的说明、请查看数据表中的第 7.3.9.1.9 节。 如果您需要更清楚地说明、请告诉我。

此致、

Mir

您好、Jeffres

是的、我讨论的是 ADC 增益。   为 AGC 设置一个阈值 、该阈值将均匀地提高所有输入（包括背景噪声）的信号电平、对吧？

 是否有办法过滤背景噪音？  例如、通过配置寄存器来滤除特定频率下的噪声

此致

基因

尊敬的 Gene：

是的、如果噪声处于特定频率、您可以在每个 ADC 通道上实现多达 3 个双二阶滤波器。 您可以在以下应用手册中详细了解双二阶滤波器： www.ti.com/lit/ab/slaaeh6/slaaeh6.pdf

此致、
Mir

您好、Jeffres

  我发现 tac5111  双二阶滤波器无效、 我使用 TIBQ 计算器工具 生成 系数 并写入寄存器、请帮助进行检查  

以下是通道 1 的命令；

i2cset -f -y 4 0x50 0x00 0x08
#N0
i2cset -f -y 4 0x50 0x08 0x25
i2cset -f -y 4 0x50 0x09 0x7C
i2cset -f -y 4 0x50 0x0A 0xEC
i2cset -f -y 4 0x50 0x0B 0xB2
#N1
i2cset -f -y 4 0x50 0x0C 0x25
i2cset -f -y 4 0x50 0x0D 0x7C
i2cset -f -y 4 0x50 0x0E 0xEC
i2cset -f -y 4 0x50 0x0F 0xB2
N2
i2cset -f -y 4 0x50 0x10 0x25
i2cset -f -y 4 0x50 0x11 0x7C
i2cset -f -y 4 0x50 0x12 0xEC
i2cset -f -y 4 0x50 0x13 0xB2

#D1
i2cset -f -y 4 0x50 0x14 0x00
i2cset -f -y 4 0x50 0x15 0x00
i2cset -f -y 4 0x50 0x16 0x00
i2cset -f -y 4 0x50 0x17 0x00

#d2
i2cset -f -y 4 0x50 0x18 0xEA
i2cset -f -y 4 0x50 0x19 0x0C
i2cset -f -y 4 0x50 0x1A 0x4D
i2cset -f -y 4 0x50 0x1B 0x35

#N0
i2cset -f -y 4 0x50 0x58 0x6C
i2cset -f -y 4 0x50 0x59 0x58
i2cset -f -y 4 0x50 0x5A 0x2E
i2cset -f -y 4 0x50 0x5B 0xEC
#N1
i2cset -f -y 4 0x50 0x5C 0x93
i2cset -f -y 4 0x50 0x5D 0xA7
i2cset -f -y 4 0x50 0x5E 0xD1
i2cset -f -y 4 0x50 0x5F 0x14
N2
i2cset -f -y 4 0x50 0x60 0x6c
i2cset -f -y 4 0x50 0x61 0x58
i2cset -f -y 4 0x50 0x62 0x2E
i2cset -f -y 4 0x50 0x63 0xEC

#D1
i2cset -f -y 4 0x50 0x64 0x6A
i2cset -f -y 4 0x50 0x65 0xD3
i2cset -f -y 4 0x50 0x66 0xA3
i2cset -f -y 4 0x50 0x67 0x9A

#d2
i2cset -f -y 4 0x50 0x68 0xA4
i2cset -f -y 4 0x50 0x69 0x46
i2cset -f -y 4 0x50 0x6A 0x8B
i2cset -f -y 4 0x50 0x6B 0x81

i2cset -f -y 4 0x50 0x00 0x00
i2cset -f -y 4 0x50 0x72 0x38

尊敬的 BERT：

尝试使用 I2C 8 位目标地址 0xa0 而非 7 位 0x50 再次将双二阶系数写入器件。 此格式包括 7 位器件地址和 R/W 位。

此致、

Garret

您好、 Garret

 我们使用 Linux 系统。 我不知道你是否学习 Linux i2c,Linux 会 自动在驱动程序中填充读/写位。 我 还 会使用 i2cget 命令从寄存器读取值、这与写入值也是相同的。 请帮助再次检查  

您好、 Garret

   对不起错误的结果、再次验证后,实际上 tac5111 双二阶滤波器是生效的。 但我们发现 双二阶滤波器对背景噪声没有太大影响、 正常的语音和 背景噪声增益同时降低或增加、可能是我们使用的方式不正确。 那么您有什么使用 双二阶滤波器的建议吗？

  n‘t 我们没有 频谱分析仪、所以我们不知道噪声 频率、我们也没有太多的噪声抑制经验,根据您的经验, 对于这种情况、您知道 电路中的常见噪声吗?  常用的过滤器类型是什么？   

  期待您的经验指导、谢谢

尊敬的 BERT：

您是否可以附加信号的音频样本或示波器截图？ 如果您无法查看频谱、我们可以通过音频示例以数字方式查看频谱。 否则、很难提供帮助、因为我们不确定您所遇到的噪音的性质。

这种噪音可能出现在几个阶段。 首先、可能是您的麦克风距离音频源太远、或者您正在录制的房间中的噪音太大。 在这种情况下、请尝试降低房间内的噪声并将麦克风放置在更靠近的位置。 其次、如果是单端信号、或差分信号且电线未缠绕在一起、则可能会注入噪声。 我建议在差分输入模式下使用 ADC、并将+导线和 — 导线相互缠绕，以便消除长导线拾取的任何噪声。 接下来、确保您的器件电源适当去耦、这意味着在电路板上芯片附近包含建议的去耦电容器。 器件有噪声的电源可能会在音频信号上引入噪声。 您使用的是自己的电路板还是 EVM？ 如果您自己的电路板、请发送原理图、我们可以对其进行审阅。 我还想了解您使用的 I2C 命令、不仅是滤波器寄存器、还包括用于配置芯片的所有寄存器。 请告诉我这一点。

此致、
Mir

您好、

很抱歉、我明天会联系您。

您好、

从这里的音频文件中、我们可以看到信号被削波、因此增益过高。 我在寄存器 0x52 中看到、您已在 ADC CH1 上设置为 29.5dB 的数字增益、我可以看到在此配置下禁用了 AGC。

如果我们放大并将其设置为 dB、我们可以看到本底噪声约为–25dB、如果不存在 29.5dB 的增益、则本底噪声 约为–55dB。 因此、您可以将 AGC 设置为具有一个约为–55dB 且目标电平为~–12dB 左右的噪声门、因此、当检测到信号超过本底噪声时、它将达到比削波增益值额外 30dB 的最大增益。 我建议使用 PPC3 对 AGC 进行编程。  

使用 PPC3 在此处配置 AGC：

此致、
Mir

您好、 Jeffres  

  我已经按照您所说的 AGC、进行了操作、但仍然有很强的 背景噪声。 我在下面的 DOCX 文件中附加记录样本,请帮助检查、 寄存器 0x52 ,我设置它 0 dB

e2e.ti.com/.../to_5F00_ti_5F00_0813.docx

、  ？我们可以使用 tac5111 双二阶滤波器过滤背景噪声  、即使我们打开 AGC、背景噪声仍然随着正常语音的增加而增加？语音和噪声重叠

您好、Garret

我们之前提供了原理图。 您能看一下硬件的任何改进吗？

您好、 Garret

 将 本底噪声设置为  –40dB 后,确实 没有 背景噪音时不说话, 但说话时仍有少许背景噪音, 特别是 当 扬声器远离麦克风时,背景噪音更大。  如何解决这类问题？  

此外、提高目标电平和降低最大增益有助于进一步区分噪声。  

对于您的上述评论、 我已经对其进行了测试、但不能区分噪音、您能解释更多吗？  为什么提高目标电平和降低最大增益有助于 区分噪声？

您好、Jeffres &  Garret

 明白了、 非常感谢