[参考译文] TLV320AIC3204：测量编解码器输出的 rms 值

您好！

输入均方根摆幅取决于：

1) AVDD 引脚电压：器件的标称工作 AVDD 为1.8V。 对于此 AVDD 电压、满量程 ADC 输出的最大输入信号摆幅为0.5Vrms。 最小工作 AVDD 电压为1.5V、其最大输入信号摆幅为0.375Vrms。

2) PGA 增益：上述值表示0dB 的通道增益。 如果更改通道增益、最大输入电压也会相应地变化。

作为预防措施、我们需要确保器件引脚电压不超过绝对最大额定值。

有关这些内容的更多详细信息、请参阅器件数据表。

TLV320AIC3204超低功耗立体声音频编解码器数据表(修订版 E)(TI.com)

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

1.我需要用软件测量编解码器输出端的 rms 值。 需要配置哪些寄存器和值。

2.如果使用此 TLV320AIC3204或类似的编解码器进行任何实施或计算、请提供相关信息。  

3.请提供如何使用 I2C 配置寄存器第0页、第1页和第8页。

尊敬的 Eswararo：

1) 1)您无法使用 I2C 寄存器测量 rms 输出值。 您必须使用某种外部测量工具。

2) 2)这是模拟输出还是数字输出？ 对于模拟应用、非常简单；您可以使用示波器来进行模拟。 对于数字接口、您需要使用某种 I2S 分析器工具。 许多串行协议分析器应该支持这一点。

3) 3)应用参考指南包含几个示例寄存器设置。 使用以下命令来帮助确定应用程序所需的寄存器设置： https://www.ti.com/lit/ml/slaa557/slaa557.pdf?ts = 1724182109287

此致、
Jeff McPherson

尊敬的  Eswararo：

我将在明天之前提供有关该主题的最新信息。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

请提供是否有任何其他可能的方法来计算 rms 以及以上讨论。

尊敬的 Eswararao：

我无法完全理解上面分享的表格。 您能否帮助澄清：

1) 1)什么是"通过软件测量的 RMS (标准化值= 65536 / 32768)"和"标准化 RMS "？

2)是否可以共享在此测试期间使用的配置脚本？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

Sure Lakshmi Narasimhan

1.实际上我是使用 ALSA API 计算编解码器输入 IN1L 处应用输入的 RMS 值、该 API 从麦克风收集原始数据并存储在软件的缓冲区中。 根据这些缓冲区、我们通过对原始数据进行平方运算并求平均值来计算 RMS。

          进行平方运算并求平均值后、该值标准化为[0-1V]、值为32768、因为它是16位。 对于[-1至1V]、标准化值为65535。 我不知道是否正确,如果你有任何想法,这是善意的澄清。

      我已将编解码器连接到 imx6ULL 处理器。 使用我正在执行上述工程的软件。

2.我没有任何配置。 我只需将编解码器连接到处理器并进行上述计算。 我对如何配置编解码器没有太多了解。 我的要求是使用软件计算施加的输入的 rms 值。 为此目的、我需要考虑哪些因素和增益、以及如何访问和修改这些因素和增益。 请分享如何做到这一点。

如有可能、请共享 Linux 工具以通过命令行访问所有页面寄存器以进行修改。

尊敬的 Eswararao：

当我们进行16位正弦信号捕获时、峰值代码可在-32768至32767之间变化。 对于满量程正弦波(0-1中的1)、捕获的数据的 rms 应约为(32768/sqrt (2))。 因此、当我们获取经平方计算的正弦数据并求平均值、以 rms 为基准将其标准化为(0-1)时、我们需要将 w.r.t (32768/sqrt (2))除以。

根据产品说明书、满量程输入可以是375mVrms、因此使用上述方法的归一化1应该对应于375mV rms 测量值。

此外、根据上面的解释、这个表表明当信号发生器振幅增加时、测得的 rms 较低、这似乎与直觉相反。 是否有可能同样共享来自器件的原始捕获数据？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

实际上、我没有捕获任何原始数据。 我通过运行代码并将其粘贴到 Excel 中获得这些值、这些值将共享给您。 如果可能的话、您是否使用 TLV320AIC3204编解码器到处理器进行了有关 rms 测量的任何数学计算。 请分享。

RMS 的计算方法是对 PCM ALSA API 中的缓冲数据进行平方运算、求平均值和应用平方根。 是否有任何方法可以替代上述方法来计算 rms。 如有可能、请分享。

尊敬的 Eswararao：

我将在下周早些时候分享该主题的最新动态。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

如果可能、请在此共享上执行任何实施。

尊敬的 Eswararao：

您提到的 RMS 计算方法如下：

RMS 的计算方法是对 PCM ALSA API 中的缓冲数据进行平方运算、求平均值并应用平方根。

是否可以共享提供给 ALSA API 进行计算的缓冲数据？

此外、是否可以共享 AIC3204器件的 i2c 寄存器读取转储？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我根据上述编解码器配置进行配置、适用于375mVrms 满量程0dB。

我不知道如何使用 I2C 配置编解码器的第-1页寄存器。 我是否可以知道如何 使用 I2C 配置寄存器？ 如有可能、请提供使用命令行配置编解码器寄存器的命令。

使用均衡器、将 ADC 电平 dB 增益设置为0dB、将 PCM 电平 dB 增益设置为-17dB、麦克风 PGA 关闭、AGC 关闭、PGA 电平 dB 增益设置为0dB。 这些配置已完成。

编解码器被配置为单声道模式、AOSR 为128、来自编解码器输入的数据通过 I2S 线路配置为 imx6ULL 处理器。

1.我需要知道输入信号对输出测量信号的线性度,以 rms 为单位。 为此、需要对任何配置进行配置。

2.如果您对编解码器的单通道模式配置有任何配置、您可以提供。

为此、我需要配置哪些寄存器。 我已经看过应用参考手册、但我需要知道任何示例配置作为我要求的参考。

提前感谢。

尊敬的 Eswararao：

对响应延迟深表歉意。

寄存器0x00对应于页选择。

通过将该寄存器写入0x01、我们然后可以访问器件寄存器映射的第1页上存在的寄存器。 这也适用于其他页面。

您已在上面的帖子中提到了 ALSA 混频器设置。 在该测试期间、您能否共享编程的页0寄存器的寄存器值的 I2C 转储？

此外、如上一篇文章中所述、如果我们可以针对表中提到的一些读数访问缓冲的 ADC 数据(即被馈送到提供 rms 值的 API 的数据)、也会有所帮助。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan  

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

这是寄存器配置、

编解码器 TLV320AIC3204的寄存器配置

PAGE0：

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b c d e f 0123456789abcdef    
00：00 00 00 60 00 03 91 07 14 90 00 00 82 88 00 80 02   .`？？？？？ ………………………………………
10：00 08 82 88 80 01 00 04 00 00 00 01 00 01 84 00   ？？？ ………………………………………………………
20：00 00 00 00 C4 00 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00   …………………………………………………
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60：7F 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00   ？..........
70：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
80：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
90：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
A0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
B0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
C0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
D0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
E0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
F0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    


第1页：

 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b c d e f 0123456789abcdef    
00：01 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 10 08 00 00 00   ？… ？？……
10：14 14 40 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00   ？？@@……
20：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
   @：00 00 00 00@ 00 40 00 00 40 00 40 00 80 00 03 00……@………………………………………………………………………………………………………
40：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
50：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
60：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
70：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
80：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
90：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
A0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
B0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
C0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
D0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
E0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    
F0：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    

我查看了数据表、但没能清楚地知道如何在输出侧得到精确的应用 rms。 如果需要更改任何寄存器值、请做出澄清。

如果需要考虑我的要求的任何要点、请告知。

提前感谢。

尊敬的 Eswararao：

若要设置 ADC 以进行 rms 测量、您 可以尝试使用随附的配置脚本作为参考。 它将针对数据表中所述的0.375Vrms 条件进行配置。

此配置源自 TLV320AIC3204应用参考指南应用 手册的第4.0.4节、其中进行了以下更改：

1) 1)将 MCLK 视为36.86MHz (如该线程中之前的注释所述、是12.288MHz 的3倍)、因此 NADC 设置为3。

2)对于0.375Vrms 摆幅、输入共模设置为0.75V

根据参考配置、PLL 被禁用。

e2e.ti.com/.../tlv320aic3204_5F00_test_5F00_cfg_5F00_36.864MHz_5F00_PLLDisabled.txt

我还附上了从 I2S 分析仪获得的原始数据样本。

e2e.ti.com/.../TLV320AIC3204_5F00_Sample_5F00_I2S_5F00_Capture.csv

在数据中、-1到1对应于有符号16位 ADC 数据。

您可以根据附加的脚本尝试 I2C 写入并检查 rms 测量。

如果您可以共享原始数据样本(如附件中的样本)、该功能也会很有用(如果不是-1到1的缩放数据、即使是直接16位 ADC 代码也没问题)。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我理解了上面的脚本,我必须知道另一个疑问。 我是否可以使用上述数据计算 DB、如果可能、您能否分享如何计算 dB。 我的进一步要求是测量以 dB 为单位的噪声水平。 请提供实施方法。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararo：

对于正弦输入、在提供满量程信号(0.375Vrms)时、正弦波的峰值将为+/-1 (归一化峰值)。 由于峰值代码为+/-1、因此满量程正弦输入的 rms 将为0.707 (peak/sqrt (2))。

基本上、对于上一次附加的正弦波捕获、我们可以使用20*log (rms code/0.707)来获得以 dB 为单位的正弦信号的 rms

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

当我在一些博客中看到他们给出了0.00002作为参考值。 大家在这里说是0.707、我会得到确切的 dB、比如测量 dB 计还是接近+-3dB (dB)。 我将 MEMS 麦克风配置为这款 TLV320AIC3204编解码器、并执行 dB 计算。 如果可能的话、您还能提供另外一个数据、我需要10mV-375mv 输入的等效 ADC 值。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswarao：

根据我的理解、0.00002是0.00002 Pa、用于将声压级转换为 dB 的参考值。 我刚才提到的是峰值振幅等于1的正弦信号的基准电平。

上述计算结果 可用于推导为 ADC 提供的 rms 输入电压。 例如、如果上述计算得出0dB、这意味着 ADC 的输入 rms 电压为0.375V。 同样、如果上述计算得出的结果是~-31.5dB、则 ADC 的输入 rms 电压将为10mV。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

实际上、我没有使用 I2S 分析仪直接从编解码器获取 ADC 数据。 如果可能的话、我能得到等效于 10mV、20mV、30mV、40mV、50mV、60mV、70mV、80mV 的 ADC 值 施加的输入侧的375mv 值。 实际上、我需要将我的输出代码 ADC 值与 I2S 分析仪的输出进行比较。

如有可能、请使用 I2S 分析仪在 Excel 工作表中分享所施加的上述模拟电压值的 ADC 等效值。

在这之后,我将这个 ADC 值转换为 rms ,然后用公式20*log(rms code/0.00002)或20*log(rms code/0.707)计算 dB。

我的疑问是、我们能否准确或近似地映射 dB 计的值、无论是 dBA、DBC 还是 DBZ。

对于麦克风信号的 dB 测量、是否有这样的任何实现？ 请提供。

非常感谢您的支持。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

当您提到 dB 计时、它是否用于直接声音测量？

基本而言、我们可以将 ADC 的 rms 代码映射到 rms 输入电压、为此我们可以计算 20 * log (归一化 rms 代码/0.707)。

是不是想将此 rms 电压映射回声级？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我用上述方程式 "20*log(归一化 rms 码/0.707 )"完成。 我没有得到 dB 测量值作为 dB 计。 从75-80dB 到以上值的映射几乎与带+/- 3dB 的 dB 计的映射相同、但低于75 dB 水平的值没有得到确切的映射。 可能的原因是什么？

我的要求是设计可测量诸如 dB 计等值的 dB 计。 如果您有任何实施、请分享。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

我用上述等式 "20*log(normalized rms code/0.707)"完成。 我没有得到 dB 测量值作为 dB 计量器[/报价]

是否对捕获的 ADC 数据执行了此操作？ 是否可以共享测量表(基本上、如果我们提供 rms 信号输入、rms 电压输入、ADC rms 代码和 dB 转换值、与您之前分享的表类似)？

下面再来详细说明一下、一般而言、当 ADC 收到0.375Vrms 的输入信号时、ADC 输出对应于0.707满量程的归一化 RMS 代码。

如果  ADC 的归一化 RMS 代码为0.1  RMS 满量程、则对应于(0.1/0.707)* 0.375Vrms ~ 53mV rms 到 ADC 的输入均方根电压。

上述 dB 计算是相对于 ADC 本身的满量程 rms 代码而言的。

如果我们希望获得像 dB 计这样的读数、可能也需要将提供给 ADC 的均方根电压转换为响度(我相信这是最终用例、如果我错了、请更正)。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我理解你的解释,我理解我完成了这些计算

我这里取基准值为0.00002。 在单端配置中、麦克风(使用 MEMS 麦克风)输出直接连接到编解码器输入 IN1L。

抱歉对一个小误解实际上我配置了单端、CM=0.9、

上表显示了我得到的 DB 值和 rms 值、如果可能、您可以检查它是否正确。 我在麦克风附近发出了1KHz 的测试音、并捕获了上面显示的表数据。

虽然测试、但我没有提供任何增益。 在正常条件下、我就是这么做的。

在计算中、我使用32768对 ADC 值进行了归一化。 之后、我转换成了 rms、然后计算了 dB 值。

请大家分享、是否有任何错误？

如果您有任何这样的实现、请与我们分享它。

我需要测量以 dB 为单位的噪声水平。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

根据从 ADC 获得的均方根代码(我认为这是第二列中的值)、 我们可以使用0.375Vrms 作为基准满量程输入(或0.5Vrms、取决于我们使用的是0.9V CM 还是0.75V CM)、获取到 ADC 的均方根输入电压(我们将此均方根电压称为"X" Vrms)。

根据所用 MEMS 麦克风的灵敏度规格、该 rms 可转换为麦克风音量(dBSPL)。

例如、下面是一个快照、显示了一种 MEMS 麦克风类型的典型灵敏度：

指定的灵敏度为-38dBV/Pascal。 这转换为~12.6mVrms/Pascal。

因此、特定麦克风的声压级(以 Pascal 为单位)可以计算为("X" Vrms/0.0126 Vrms)。

然后、可以使用0.00002Pa 作为基准将其转换为 dBSPL。

所用麦克风的数据表中会提到此灵敏度规格。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我理解你的上述解释。 如果可能、您是否能够在表中提供0.1Vrms 至0.5Vrms 对编解码器应用输入的一些示例 dB 计算值。

我从您的上述解释中完全清楚地了解了如何进行计算。 再次感谢您的支持。

此致、

N Eswara Rao。  

尊敬的 Eswararao：

我们是否有最终应用中所用麦克风的规格(例如我在上面的帖子中提到的灵敏度示例)？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

下面的链接提供了 MEMS MIC 的规格。

https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2016/02/ICS-40619-Datasheet.pdf

如果可能、请提供在10mV 至100mV 范围内应用的一些 dB 值。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

根据共享的麦克风数据表、以下是根据麦克风电压估算 dBSPL 级别的一些示例计算：

这适用于数据表中提到的条件(1kHz)。

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我理解上面的解释、并交叉检查了我的值。 我有与上面提到的相同的值、但这些值不等于 dB 计中的读数。 在正常转换下的 dB 计中、值以60dB 为单位、但我们的值以78-79dB 为单位。  如果可能、您可以清除此点、并需要测量 dB 计等值。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

您能否确认您正在使用的分贝计的单位测量？ 是 dB 还是 dBA (声压级)？

如果可能、您还能与1kHz 音调进行比较吗？

谢谢。此致、

Lakshmi Narasimhan

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

我们使用 dBA/DBC 表。 我们通过使用手机在麦克风上播放1KHz 音调来测量这些值

此致、

N Eswara Rao

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

如果可能、您可以提供任何用于实现的示例软件。

此致、

N Eswara Rao。

尊敬的 Eswararao：

今天是在印度的假期,所以 Lakshmi 将能够回到你明天。

感谢您的耐心等待、
Jeff McPherson

谢谢 Lakshmi Narasimhan、

感谢您的支持。 您的支持对我帮助很大。 谢谢你。

此致、

N Eswara Rao。