芯知識 語音芯片中的音頻輸出，PWM和DAC的比較

在當(dāng)前科技發(fā)達的時代，集成電路是推動科技發(fā)展一個不可或缺的重要部件。 語音芯片，是可以存儲控制播放語音的IC，在語音芯片中的音頻輸出，扮演著至關(guān)重要的角色。在眾多音頻輸出技術(shù)中，PWM(脈沖寬度調(diào)制)與DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)是兩種最為常見的方案，它們各有不同的優(yōu)勢，適用于不同的應(yīng)用場景。

1. PWM音頻輸出：

PWM（脈寬調(diào)制）是一種通過調(diào)節(jié)方波的脈沖寬度來模擬音頻信號的方法。PWM輸出通常由某些通用型微控制器或數(shù)字信號處理器實現(xiàn)。
優(yōu)勢：
- 硬件簡單：PWM輸出可以通過現(xiàn)有的數(shù)字IO引腳來實現(xiàn)，無需使用額外的DAC芯片，有利于降低系統(tǒng)成本和硬件復(fù)雜度。
- 音頻質(zhì)量調(diào)節(jié)：通過控制PWM的脈沖寬度，可以調(diào)節(jié)音頻的音量和音調(diào)，提供一定的音頻調(diào)節(jié)能力。
劣勢：
- 音頻質(zhì)量限制：與DAC相比，PWM輸出的音頻質(zhì)量可能會受到一些限制。PWM輸出的離散級數(shù)有限，可能在音頻信號的頻率范圍或動態(tài)范圍上產(chǎn)生失真或噪聲。
- 靜態(tài)功耗：由于PWM在輸出時總是處于高或低電平，會導(dǎo)致較高的靜態(tài)功耗。

2. DAC音頻輸出：

DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）是一種將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號的設(shè)備。DAC常用于專用音頻芯片或獨立的音頻解碼芯片中。
優(yōu)勢：
- 高音質(zhì)：DAC輸出可以提供更高質(zhì)量的音頻，因為它能夠?qū)?shù)字音頻信號以更精確的方式轉(zhuǎn)換為模擬形式，保持音頻信號的準確性和細節(jié)。
- 動態(tài)范圍：DAC輸出具有更寬的動態(tài)范圍，可以保留音頻信號中的細微差異和低音諧波，提供更豐富和真實的音樂體驗。
劣勢：
- 硬件復(fù)雜：相對于PWM，DAC輸出涉及額外的DAC芯片和相關(guān)的外圍電路，增加了系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度和成本。
- 模數(shù)轉(zhuǎn)換誤差：DAC輸出的音頻質(zhì)量也受到芯片本身質(zhì)量的影響，如轉(zhuǎn)換精度和抖動等，這需要選擇高質(zhì)量的DAC芯片。

在實際應(yīng)用中，PWM與DAC的選擇往往取決于具體的產(chǎn)品需求和成本預(yù)算。例如，在兒童玩具或低成本電子設(shè)備中，PWM因其經(jīng)濟性和易于實現(xiàn)的特性而廣受歡迎；而在專業(yè)音頻設(shè)備、高.端智能家居音響系統(tǒng)等追求極致音質(zhì)的應(yīng)用場景中，DAC則憑借其卓越的音頻還原能力和動態(tài)范圍成為不二之選。

總之，PWM與DAC各有千秋，它們在不同領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。

審核編輯 黃宇