This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] PCM6140-Q1:噪声放大器;A1-A4引脚

Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: PCM6140-Q1, TLV320ADC6140
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/1450376/pcm6140-q1-noise-a1-a4-pins

器件型号:PCM6140-Q1
主题中讨论的其他器件: TLV320ADC6140

工具与软件:

我现在正处于将上一篇文章中提到的设计(应链接到该主题)从试验电路板移动到 perma proto 电路板的时间点。 我实际上已经构建了3个副本。 所有3个副本都能正常工作。 但我的记录中有一些可闻噪声、我正在尝试诊断原因。 我会上传10秒的音频样本、但在这里的论坛上似乎无法上传。 该噪声是周期性的"旋转"声音、似乎随着编解码器 PGA 的更高增益设置而增大。 如果有办法提供音频样本、请告诉我...

但是、我遇到的问题是、为了方便原型的手工焊接构建、我使用的是 Proto Advantage 的 QFN-24转 DIP-28适配器。 具体来说、就是其中之一:

https://www.proto-advantage.com/store/product_info.php?products_id=3100014

我知道、 安装了 PCM6140-Q1器件的 PCB 在 PCM6140-Q1上的 A1、A2、A3和 A4引脚位置没有焊盘。 因此、这些引脚只是悬空、而不是接地。 对噪声水平有多大的潜在影响因素? 这可能是我听到的噪音的原因吗?

我知道 TI 还有非汽车类的 TLV320ADC6140器件、该器件没有这些额外的接地引脚。 我正在辩论我是否应该考虑订购一些安装在 Proto Advantage 同一适配器上的这些设备、以确定 A1-A4引脚接地不足是否可能是某些噪声的原因。 这似乎是一个值得的努力吗?

提前感谢您提供任何关于这个有点模糊的问题的建议。

——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、

    根据设计、该器件上的转角引脚可能会增加机械稳定性、而不是电气稳定性。 这是为了替代封装变化(例如可湿性侧面)、并且如果悬空、则不应在系统中产生任何噪声。

    您是否希望共享原理图? 我们可以在此处进行故障排除

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    感谢您为我查看此内容。 您为我节省了不必要地用 TLV320ADC6140替换 PCM6140-Q1的时间。

    该设计与我在使用试验电路板时在链接原始问题中分享的设计非常相似。 但下面是更新后的原理图、更准确地反映了我 在 perma 原型板上构建的实际情况:

    当然、它基于 PCM6140-Q1数据表中的参考设计。 但请注意、对于输入端的~2.9Hz 高通滤波器、我将使用更大的22 μ F 电容器以及2.5k Ω 阻抗设置。 这是因为我们正在使用 TDK InvenSense 的 ICS-40300、它具有低至6 Hz 的扩展低频响应、并且我们希望潜在地接收潜在的次声。

    我已经添加了一个24.576 MHz 振荡器以允许选择让编解码器或 RPi 来提供音频总线时钟。 然而、我的所有当前测试记录都是在 RPi 提供时钟和编解码器锁定到它的情况下进行的。

    下面是我的一个组装原型的一些照片:

    我们的原型设计目标是能够记录目标声音的样本、以便进行 ML 培训。 最终、 如果 ML 训练顺利、则转到一个检测器件、该检测器件将所有模拟和 ADC 元件放置在 PCB 上、并且插座连接到某种形式的 RPi (取决于 ML 所需的计算)。 其中一个 RPi 计算板。

    根据您以上关于 A1-A4引脚的反馈、我当前的想法是、噪声可能是由于我无法将该小型 perma-proto 电路板上的模拟和数字电源/线路很好地分离所致。 特别是由于空间限制、来自振荡器的时钟线在[1-4]P 信号线的灰色下运行。

    我想我的下一步可能是尝试使用更大的 perma proto 电路板、这样我可以更好地分离模拟和数字线路、电源和接地。 添加一个低噪声 LDO 稳压器、以从 RPi 的+5V 电源为电路板模拟侧生成+3.3V 电源。 并且只将来自 RPi 的现有+3.3V 电源用于编解码器的数字端。

    这似乎是一种合理的方法吗? 如果是、您是否为此推荐低噪声 LDO 稳压器? 最好采用 TO-220 (或类似)格式、便于轻松组装原型、并适用于(最终) PCB 的表面贴装格式。 当然、也是 TI 器件!

    噢... BTW…… 我在上世纪90年代初获得了 BSEE、直到最近、我几乎一直专注于软件方面的工作。 我的 EE 知识是触摸生锈的。 即使是新鲜的时候、我还是专注于半导体物理和 VLSI 设计。 不是音频工程。 如果我在上面做一些愚蠢的事情、请随时指出这一点。 :-)

    我有一个1.9 MB、10秒的 WAV 文件、其中包含具有 我正在听到的噪音的录音。 请告诉我、如果我有办法向您提供帮助、请告诉我。

    再次感谢您的所有帮助!

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、William、

    感谢您的详细答复! 原理图看起来不错、不应产生您描述的"旋转"声音。 我现在关心的是 GND 引脚、因此我将仔细与我们的设计工程师核实、并确认 A1-A4是否连接到引线框上的散热焊盘。 如果不是、那么我建议转换商用器件 TLV320ADC6140。

    请确保散热焊盘已焊接到 PCB 上、并且已建立良好的 GND 连接。 我将在本周根据设计反馈更新该主题。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    感谢您的更新。 有。 实际上、我在9月中旬再次与 Proto Advantage 计划人员确认、PCM6140-Q1的散热焊盘在安装到 IPC0014 QFN-24至 DIP-28适配器上时、会将 QFN-24器件的散热焊盘连接到我上图中标记为"25"的4个角引脚上。 我将这些转角引脚全部4个连接到 perma proto 板上的接地端。 因此、散热焊盘应良好地接地。 PCM6140-Q1的 AVSS (引脚4)也是如此。 而不是 A1-A4引脚。

    以下是他们(Proto Advantage)展示电路板的两张照片:

    https://www.proto-advantage.com/store/images/PRODUCTS/IPC0014_2.JPG

    https://www.proto-advantage.com/store/images/PRODUCTS/IPC0014_3.JPG

    我期待在一周的晚些时候再听到。 谢谢!

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    它看起来像图像/视频/文件插入选项*可能*让我附加 WAV 文件与我的10秒样本。 尝试在此帖子中执行该操作。

    ——威廉

    e2e.ti.com:443/.../2024年12月11日-17-17-14-611946.wav

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    谢谢、我已经 Ping 了设计、并将更新该主题

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、William、

    我们的设计团队确认、散热焊盘在内部连接到引脚 A1-4。

    为了更好地解决噪声问题、您是否能够向一个通道(输入为单端时为1Vrms 满量程)发送1kHz 正弦信号、使用示波器确认 IC 在电容器后看到的结果并记录输出?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    感谢您对此问题的持续帮助。 我已经按照您的建议完成了、并发现了一些令人困惑的结果。 我正在使用一个勤勉的模拟发现3及其波形包来实现以下目标。 首先是我的测试设置的照片:

    我已将波形发生器1插入到接线端子螺钉块上的单端输入#1连接中。 示波器连接1+插入于插座旁边 IN1P 的开放孔中。 例如放置在编解码器和电容器之间。 示波器接头1-插入到插座旁边 IN1M 的开孔中。 仍然位于编解码器和电容器之间。 我按如下方式配置波形发生器:

    变化为+/- 1.4V 的1kHz 正弦波、直流失调电压为1.4V。 我相信这就是您正在寻找的~1Vrms 信号。

    在软件方面、我拥有:

    ADC_FSCALE = 0 (VREF = 2.75V)

    AREG_SELECT = 1 (使用片上稳压器生成 AREG = 1.8V)

    INCAP_QCHG = 3 (由于存在22uF 耦合电容器、快速充电持续时间= 50mS)

    MBIAS_VAL = 6 (MICBIAS 至 AVDD = 3.3V)

    IN_CH1_EN = 1、所有其他值为零

    CH1_DC = 0 (交流耦合)

    CH1_DREEN = 0 (无 DRE 或 AGC)

    CH1_DVOL = 201 (数字音量控制= 0dB)

    CH1_GAIN = 0 (通道增益= 0dB)

    CH1_IMP = 0 (输入阻抗= 2.5k Ω)

    CH1_INSRC = 1 (单端模拟输入)

    CH1_INTYP = 0 (麦克风输入)

    GPIO_CFG = 0 (禁用 GPIO1)

    MST_SLV_CFG = 0 (ASI 目标模式)

    AUTO_CLK_CFG = 0 (自动时钟配置)

    AUTO_MODE_PLL_DIS = 0 (启用 PLL)

    ASI_FORMAT = 1 (ASI 协议为 I2S)

    ASI_WLEN = 3 (ASI 字长= 32位)

    ASI_OUT_CH1_EN = 1、所有其他值为零

    我的录制软件将所有这些设置启动、然后将以下设置启动:

    ADC_PDZ = 1 (为所有启用的 ADC 通道上电)

    MICBIAS_PDZ = 1 (加电 MICBIAS)

    PLL_PDZ = 1 (PLL 上电)

    然后开始以192kHz 的频率进行记录。 我将录制时间增加到20秒、以便有时间启动波形发生器、采集示波器样本、并在录制结束之前禁用波形发生器。

    如上所述、在使用范围1-连接到 IN1M、范围1+连接到 IN1P 时、我会得到以下灾难性的结果:

    放大其中一个尖峰:

    较慢的频率振荡大约为19kHz、较高的频率振荡大约为850kHz。 不知道这些领域是什么。 该设计中的 MEMS 振荡器的典型值为24.576MHz。

    上面的内容让我感到非常困惑、我也试着做与上面完全相同的事情、但示波器的1引线连接到示波器的接地端、而不是编解码器的 IN1M 输入。 重复相同的实验将得出:

    这似乎与我的预期非常吻合。 非常干净的+/- 1.4V 正弦波、以0V 为中心。 放大这一点:

    当然也有一些噪声。 但肯定不是在录音上听到的,我稍后会像以前那样单独附上。

    和想法? 很明显有些错误。 我在 IN1P 和 IN1M 之间收到一些非常大的噪声信号。 接地端存在大量噪声? 如前所述、由于电路板尺寸的原因、我甚至无法尝试将模拟接地和数字接地分开。 在我看来、似乎不可能解释我在这里看到的内容-我觉得我可能缺少一些应该显而易见的东西。

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    这是音频的录音。 1kHz 音调在大约4秒时进入、在大约14秒时再次关闭。 它在那里,你可以听到它。 但噪声与信号一样大。

    e2e.ti.com/.../2024_2D00_12_2D00_23_2D00_11_2D00_59_2D00_04_2D00_245053.wav

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、William、

    感谢您取得的成绩。 戴维恩将在圣诞节后的星期四回到办公室。

    感谢您的耐心等待、
    Jeff McPherson

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    听起来不错、Jeff。 谢谢您让我知道。 当然,在这一年的这个时候,我对延迟回复的理解也很清楚。

    ——Willliam

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、William、

    我附上了一个寄存器转储、该转储应该与您所介绍的设置相匹配、但所有通道都已启用。 请对照您的器件在 configurede2e.ti.com/.../PCM6140test.txt 上的用途进行交叉检查

    此外、我将确保为器件提供的 BCLK 和 FSYNC 使用此脚本时正确无误。 在具有32位字长且采样频率为192kHz 的4通道上、BCLK 必须为24.576MHz。  

    在当前的 I2S (最少2个通道)设置中、BCLK>=(2ch*32bit*192kHz) 12.228MHz。

    请确认器件的自动计时机制在 ASI_STS 寄存器(页面= 0x00、地址= 0x15)中正确识别了您的时钟比率。

    使用波形发生器、您可以将信号施加到 J1 (在耦合电容器之前)、以便器件能够在内部对输入信号进行偏置。

    原理图总体来说看起来不错、故障排除的目的是确保所有电源轨都稳定。 对于 AVDD/IOVDD 为1.8V 或3.3V。 ASI 时钟比率按照 数据表的表7-6所述是正确的、输入信号处于满量程范围内。

    如果满足上述条件且问题仍然存在。 请尝试使用1uF 交流耦合电容器。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    感谢您对此问题的持续帮助。

    在针对我上一篇文章的测试过程中、我实际上将波形发生器连接到了 J1 (在耦合电容器之前)。 示波器引线连接在耦合电容器之后(即连接至编解码器引脚本身)。 但发生器输出连接到螺钉端子块。 这一点在我的照片中并不完全清楚、因为我专注于展示我放置示波器引线的位置。

    在软件方面... 我不熟悉上面输出中提到的 PCMx140-Q1-SW 软件。 因此、我很难直接进行比较。 我将使用 Python 来控制编解码器的 SHDNZ 引脚(通过 GPIO)、以及用于配置编解码器的 I2C 总线。 我的 Python 代码操作寄存器中的单个位字段、而不是一次写入整个字节宽寄存器。 这是通过一个读取/修改/写入周期来完成的。 当我启用调试后、该方法还会在写入后执行额外的读取、以便可以验证是否写入了正确的值。 此调试输出还显示我正在执行的所有睡眠/等待(以及原因)以及 SHNDZ 被拉至高电平/低电平时的情况。

    为了执行上述所请求的寄存器检查、我将1 kHz 正弦波生成设置为0.8V +/- 0.5V。 这应该完全在 ADC 的满量程范围内、并与 ICS-40300麦克风在驱动至130dB 的声学过载点时应产生的输出相匹配。

    下面是我的 Python 代码生成的调试输出、显示了按哪个顺序设置了哪些寄存器:

    e2e.ti.com/.../6254.debug.txt

    此外、我使用 i2cdump 命令在20秒记录的中间从编解码器独立获取以下寄存器值:

    $ i2cdump -y -r 0x00-0x7F 1 0x4c
    No size specified (using byte-data access)
         0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f    0123456789abcdef
    00: 00 00 81 00 00 35 00 70 00 00 00 00 01 02 03 04    ..?..5.p....????
    10: 05 06 07 02 48 64 10 10 04 20 02 08 00 00 02 40    ????Hd??? ??..?@
    20: 00 02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00    .?..............
    30: 00 00 00 ff 00 00 c0 00 40 00 00 60 20 00 c9 80    ......?.@..` .??
    40: 00 00 00 c9 80 00 00 00 c9 80 00 00 00 c9 80 00    ...??...??...??.
    50: 00 00 c9 80 00 00 00 c9 80 00 00 00 c9 80 00 00    ..??...??...??..
    60: 00 c9 80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 40 7b 00 00    .??.........@{..
    70: e7 00 00 80 80 e0 80 e0 00 00 ff 00 ff bc c7 00    ?..?????.....??.
    $ 

    将您写入的寄存器内容与我从 i2cdump 中获得的内容进行比较、我看到以下差异:

    Vref_QCHG:您指定2d (50ms)、我在复位0d (3.5ms)时使用默认值。

    sleep_enz:您没有设置该位(大概是因为上述配置不唤醒编解码器。 因为我正在进行记录、所以设置了我的位。

    CH1_INTYP:您指定1d (线路输入)、我指定0d (麦克风输入)

    ASI_OUT_CH2_EN:您正在指定1d (通道2输出时隙已启用)、我正在指定0d (通道2输出时隙处于 tri 状态)

    ASI_OUT_CH3_EN:DITTO。

    ASI_OUT_CH4_EN:DITTO。

    当然、如您所说、您要配置4个通道。 因此、CH2_CFG0、CH3_CFG0和 CH4_CFG0中的值与在 CH1_CFG0中的值相同。 其中的相应寄存器均为零、因为我仅配置单个通道。

    因此、我在上面看到的唯一"奇怪"是 VREF_QCHG 设置被从默认值更改。 数据表的第7.3.4节("基准电压")指出、在 VREF 引脚上使用1uF 去耦电容器时、默认的3.5ms 应该足够了。 这是第9.2.1节中的参考设计所示的内容、我也会在我的实现中执行这些操作。 但我怀疑这种差异是否会导致我将听到的噪声。 对吗?

    继续讨论 BCLK 和 FSYNC。。。 正如我之前所提到的、虽然我的原理图包含一个连接到编解码器的 GPIO1引脚的24.576 MHz 振荡器、但我实际上还未在使用它。 我希望能够选择将编解码器设置为 I2S 总线的主机或目标。 但我目前让 Raspberry Pi 充当主机、编解码器处于目标模式。 我的 Python 代码实际上会验证、在记录开始后、FS_RATE_STS 和 FS_RATIO_STS 值是否确实正确。 这可以在第180和181行的"debug.txt"输出中看到、其中 FS_RATE_STS 为6d (176.4kHz 或192kHz)、FS_RATIO_STS 为4D (比率为64)。 此 FS_RATE_STS 值肯定是正确的(我在命令行上请求了192kHz 采样)、并且我认为64的 FS_RATIO_STS 是正确的。 即、对于2个通道 x 32位/采样、FSYNC 与 BCLK 的比率应为64。

    还有其他基于上述的想法吗? 否则、我将继续拆焊一对22uF 电容器、然后将它们替换为1uF 电容器。

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、William、

    明年之后、戴维将再次上任。  

    再次感谢您的耐心等待。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    我和一位同事在过去的几天里讨论了这个问题。 我们偶然发现 、在位于音频板顶部的 Raspberry Pi 和位于其上面的 TFT 显示屏之间、我们有许多潜在的噪声源。 即 RPi 具有 HDMI 显示屏、WiFi 和蓝牙无线电。 因此我省去了 TFT、并将 RPi 放置在一根6英寸、40引脚的带状电缆的末端:

    在连接麦克风的情况下、我重复之前执行的相同10秒测试@ 48kHz:

    e2e.ti.com/.../2025_2D00_01_2D00_02_2D00_15_2D00_19_2D00_17_2D00_014529.wav

    有一些嗡嗡声。 但是、听起来像是数字的"机器人"噪声似乎已经消失了。 至少对我来说是这样。 请记住、这段录音是在固定20dB PGA 增益和另外20dB 数字音量控制增益的条件下完成的、因为我从正弦波切换回麦克风本身。 但是、这些设置与我在原始录制中使用的设置相同。 这仍然是22 μ F 耦合电容器。

    我进行了类似的测试@ 192kHz、但在那个测试中、噪声级别实际上更低:

    e2e.ti.com/.../2025_2D00_01_2D00_02_2D00_15_2D00_16_2D00_26_2D00_324970.wav

    我目前的想法是我们只是从 RPi 本身获得某种形式的噪音。 这些新录音中的嗡嗡声噪声量是否与考虑到我所使用的相对较高的增益水平的预期相称? 当然、我理解、这涉及到很多因素。 因此、这是一个有点模糊的问题。

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    会尽快更新

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、  

    我已经查看了该主题和原理图几次。  通常、如果满足此注释、器件应运行良好:

    原理图总体来说看起来很好、故障排除的目标是确保所有电源轨都稳定。 对于 AVDD/IOVDD 为1.8V 或3.3V。 ASI 时钟比率如 数据表的表7-6所述是正确的、输入信号处于满量程范围内。[/QUOT]

    从硬件和软件的角度来看、我看不到任何会使音频失真的错误。

    请尝试使用1uF 去耦电容器和48kHz 采样频率。  

    否则、尽管设计工程师有意见、但我还是建议重新测试 TLV320ADC6140、以确保整个芯片具有稳定的接地基准。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    好的。 感谢您的额外支持。 我需要一些时间来尝试这两项建议。 我必须为后者订购 Proto Advantage 适配器上的 TLV320ADC6140。 当我能尝试这些功能时、我会报告给您。

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    当然、期待您的调查结果

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    我在他们的一款适配器上收到了来自 Proto Advantage 的 TLV320ADC6140、我正在尝试开始您今天申请的一系列实验。

    我不知道该怎么办才好。" 在我看来、我与之前的一些测试并不十分一致。  在那,我正在使用麦克风,并与潜在的变化的音量,房间的噪音,等等. 为了尝试施加一定的一致性、我再次拉出了 Digilent Analog Discovery 3、以在测试期间使用其波形发生器提供输入。

    我将 Discovery 的波形发生器配置为产生1kHz 正弦波、直流失调电压为+1.5V、振幅为+/- 1V。即范围为+0.5V 至+2.5V。这似乎是一个安全的选择。 编解码器的可接受输入范围之内。 我将 Python 软件配置为以32位分辨率在48kHz 的频率下通过单个通道记录10秒的样本。 禁用 DRE 和 AGC、固定 PGA 增益设置为0dB、数字音量控制也设置为0dB。 我开始使用 Raspberry Pi 和相关的 TFT 显示屏直接在我的音频板上、打算在首先使用它在顶部收集数据后将其移至带状电缆的末端。 我在螺钉端子块上的通道1输入中固定了一个接头引脚、以便轻松连接/断开信号引线。

    然后记录了未连接到输入引脚的10秒采样:

    e2e.ti.com/.../NoInput.wav

    很好很安静 我没有听到任何噪音。 接下来、将 Discovery 的波形发生器输出连接到输入引脚:

    并记录了另外10秒的样本:

    e2e.ti.com/.../DCInput.wav

    请注意、在本例中、我未*未*打开波形发生器。 但录音中有大量的嗡嗡声。 最后、我记录了第三个10秒的样本、并在几秒钟内打开波形发生器进入录音:

    e2e.ti.com/.../SineInput.wav

    为什么嗡嗡声噪声几乎与信号本身一样大? 在第3次录音中、您可以在打开正弦波时听到声音。 但嗡嗡声几乎与信号本身一样响亮。 将波形发生器直接置于 Discovery 的示波器中(负极示波器连接接地):

    提供以下在启用波形发生器的情况下的输出:

    顶部的波形看起来如预期。 但底部的 FFT 不仅显示预期的1kHz 信号、还显示一些较低频率的信号、并显示2kHz 的混叠(尽管振幅大幅降低)。 在禁用波形发生器的情况下重复、将得到:

    这个低频分量仍然存在并且1kHz 正弦 wav 和它的2kHz 混叠已经如预期的那样消失。

    显然、Discovery 不是您的设备... 因此、在本例中、我不希望得到答案。 我将以上内容包含在内、以表明发现对于我来说似乎没有什么用处。 我需要再次切换回实际的麦克风、并想出一种使录音更加一致的方法。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    为了使我的录音更加一致,我出去并进行了一个网络搜索的公共域录音. 然后听取他们的意见、以确定原始记录中的总体噪声水平。 我确定了这一个:

    https://archive.org/details/alices_adventures_1003/alices_adventures_05_carroll.mp3

    我从中摘录了7秒的内容:

    e2e.ti.com/.../Excerpt.mov

    我正在通过显示器播放此视频、显示器设置为一致的(25%)音量。 在以下所有录音中、我将麦克风放置在距离显示器约6英寸的位置。

    由于我再次使用 ICS-40300麦克风、因此我必须修改编解码器编程以增加一些增益。 我的目标是让录音,当通过显示器以同样25%的音量水平播放时,音量与原始摘录相似。 很显然、人耳不是一个精确的仪器。 但这就是我所拥有的。 我最终使用了25dB 的固定 PGA 增益和+25dB 的(编解码器)数字音量控制。

    首先是 Raspberry Pi 和 TFT 显示屏位于音频板顶部、如我的原始照片所示:

    e2e.ti.com/.../Original.wav

    与我之前的一些录音一样、您可以听到"数字"噪声的存在。 接下来、我完全移除 TFT 显示屏、并将 Raspberry Pi 移动到6英寸带状电缆的末端、就像我之前所做的那样:

    e2e.ti.com/.../AddRibbonCable.wav

    有趣的是、"数字"探测噪声仍然存在。 之前、我曾认为将音频板移至带状电缆的末端、这样便消除了这种情况。 现在我不确定。 接下来、我将 PCM6140-Q1替换为 TLV320ADC6140 (使带状电缆保持原位):

    e2e.ti.com/.../AddTLV320ADC6140.wav

    我还在听那个"数字"听起来的噪音。 总体噪声仍然非常明显。 因此、它似乎不是汽车器件与商用器件的问题。

    今天、我用完了拆下22uF 交流耦合电容器的时间、将其更换为1uF 交流耦合电容器。 接下来我将执行该操作。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    以及... 我犹豫了一下,因为我担心它可能会泥泞的水有点... 但在圣诞节和新年假期,我设计和建造了第二个原型,希望消除一些潜在的问题与第一个原型:

     当然、这是比我在第一个原型中使用的电路板大得多的电路板。 这使我有机会作出以下改进:

    1.明确区分模拟和数字电源域。 24.576 MHz 振荡器和编解码器的数字部分仍然直接由来自 Raspberry Pi 的 GPIO 接头的+3.3V 电源供电。 但我添加了一个 TPS7A4700 LDO 稳压器、用于通过 Raspberry Pi 的 GPIO 接头的+5V 电源为编解码器模拟侧产生电源。

    2、明确区分模拟接地和数字接地的"平面"。 从电路板的正面看、接地线上是数字 域。 接地线底部用于模拟域。 模拟和数字接地"平面"恰好连接在一个位置-电路板顶部第38行的黑线、其中模拟域接地连接到编解码器的散热焊盘。

    3. 将编解码器的模拟域电压从+3.3V 降至+1.8V。 即、TPS7A4700经过编程、可从 Raspberry Pi 的+5V 电源产生+1.8V 电源。 我之所以这样做、是因为我们使用的 ICS-40300麦克风根据数据表、无论麦克风的电源如何、都能产生0.355Vrms (具有+0.8V 直流失调电压)的最大输出电压。 因此、我认为通过从 VREF =+2.75V 切换到 VREF =+1.375V、编解码器的全范围输入从1.0Vrms 降至0.5Vrms、麦克风的输出将更好地匹配编解码器的全范围。 即、我们应该能够使用较少的 PGA 增益。

    4.使用4个独立的螺钉接线端子块,而不是单个6螺钉接线端子块。 这使我们能够在需要时支持差分麦克风。

    5.将所有组件放在主板的一侧,所有布线(好,一个例外)在主板的背面。

    6.避免高频数字域布线——即 I2C 总线和 I2S 总线——通过模拟域布线。 这些是电路板背面的蓝线和绿线。 我还使用手动双绞线将端子输入线连接到编解码器。

    7.避免将 Raspberry Pi 直接放在任何模拟信号线上。

    8.从 PCM6140-Q1切换到 TLV3206140ADC。 根据今天的测试、我怀疑这会有什么不同。 但这种改变是毫不逊色的。

    请注意,我没有*相当*足够的空间来完全执行上述。 因此、我最终切断了电路板背面的一些原始布线、为自己带来了更大的灵活性。 尤其是通过螺钉端子块使用交流耦合电容器。 而且顶层(模拟)电源不是一条连续的线。 可拆分成3个不同的模拟电源区域。 在最左边为 Rpi 的+5V、中间为+1.8V (由 TPS7A4700产生)和最右边为+1.8V (由编解码器的 MICBIAS 提供)、以及为麦克风供电。

    第二个原型的软件与第一个原型相同、但由于模拟电源发生变化、编解码器编程发生了以下两处变化:

    A) ADC_FSCALE 从2.75V 更改为1.375V

    b)已更改 AREG_SELECT 以禁用片上稳压器(在第二个原型中、我将 AREG 连接到 AVDD、且它们都是 TPS7A4700提供的+1.8V 电压)。

    我仍将 MICBIAS 设置为 AVDD、并使用 MICBIAS 为麦克风供电。 但电压已从+3.3V 降至+1.8V

    所有这些都准备好了、我发现通过 之前的 Alice in Wonderland 测试、我可以使用固定的10 dB PGA 增益和25 dB 数字音量控制增益从录制中获得类似的音量。 结果如下:

    e2e.ti.com/.../Prototype2_2D00_10dB.wav

    我不再听到"数字"的声音。 并且整体噪声水平已显著提高。  仍然存在噪声。 但要 低得多。 还要注意、我在此处仍使用22uF 交流耦合电容器。

     如果可以的话、我们仍然想确定第一个原型中的噪声水平为何如此糟糕。 理想情况下、我们希望使用较小的第一个原型进行一些初始录音。 此时的噪声水平太高、以至于无法实现该目标。 我仍在计划将第一个原型中的22 μ F 电容器换为1 μ F 电容器、以查看这是否会产生影响。

    ——威廉

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好!

    今天是我们在美国的团队的假期。请预计我们的回复将延迟24小时。

    感谢您的耐心等待、
    Jeff McPherson

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    William、  

    感谢更新、尽管在内部进行了连接、但 GND 连接似乎确实对性能产生了重大影响。 您是否有我可以帮助解决的具体问题?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Daveon:

    我的原始问题- A1-A4引脚是否因断开连接而导致噪声-似乎已通过上述测试得到解答。 用 TLV320ADC6140替代 PCM6140-Q1似乎不会大幅降低噪声等级。 因此、您最初咨询的设计工程师在其评估中似乎是正确的、应该可以将 A1-A4引脚保持未连接状态。

    然而、实际上、接地连接上的噪声总的来说确实会对性能产生重大影响。 尽管我在第二个原型中更改的不仅仅是数字/模拟接地分离、但毫无疑问、这一特定更改确实对噪声水平产生了影响。

    在理想情况下、我仍然希望了解显著接地连接噪声来自我的第一个原型中的何处。 但这是您无法回答的、因为它肯定不是来自编解码器本身。 所以不对 现在我没有关于这个主题的任何问题了。

    感谢您在上个月的耐心等待、因为您帮助我解决了这个问题! 我会将它标记为已解决。

    ——威廉