[实用新型]一种音频接口转换电路、音频采集系统及电子设备

说明书

本实用新型公开了一种音频接口转换电路及音频采集系统，该音频接口转换电路包括：接口转换模块，其数据输入端连接一个音频采集设备的数据输出端，接收该音频采集设备输出的第一格式音频数据并转换格式，得到第二格式音频数据并通过接口转换模块的数据输出端输出；音频采集设备仅在时钟周期内的第一时间段采集音频信号并处理为第一格式音频数据；开关模块，其输入端连接接口转换模块的数据输出端，输出端连接音频接收设备的数据输入端，用于仅在时钟周期内的第一时间段处于闭合状态，接收接口转换模块输出的第二格式音频数据并通过开关模块的输出端输出。本实用新型在音频采集设备未采集音频信号的时间段上阻断数据输出，避免出现干扰信号而串音。

技术领域

本实用新型涉及接口转换技术领域，尤其涉及一种音频接口转换电路、音频采集系统及电子设备。

背景技术

随着智能音箱，机器人等人工智能AI设备产品日益的普及，多麦克MIC阵列技术得到了越来越多的应用。目前常用的音频接口有以下两种：

1)PDM(Pulse Density Modulation，脉冲密度调制)接口

通过PDM接口方式，传输双声道数据只要用到两根信号线，一根为时钟信号线一个为数据线。如图1所示，PDM接口的发送设备分别为左声道麦克MIC1和右声道麦克MIC2，通过这种方式可以将采集到的双声道数据传送到接收设备。两个MIC可以根据内部的SEL 信号判断是采集左声道信号还是采集右声道信号，SEL接地的MIC 采集左声道信号，SEL接V_dd的MIC采集右声道信号。

接收设备为MIC1/MIC2提供时钟，分别在时钟的上升沿/下降沿触发左声道信号L/右声道信号R的采集。如图2所示为Maxim的 Class-D类型功放MAX98358对PDM接口时序的要求，可以看到它在PDM_CLK的上升沿采样左声道信号，在PDM_CLK下降沿采样右声道信号。

2)I2S接口

I2S(Inter-IC Sound，集成电路内置音频)总线，是飞利浦在1986 年定义的数字音频传输标准，用于数字音频数据在系统内部器件之间传输。

在I2S总线上，只能同时存在一个主设备和发送设备。标准的I2S 总线是由3根串行导线组成的：

1、串行时钟SCLK

也叫位时钟BCLK，即对应数字音频的每一位数据，数字音频的每一位数据包括一位左声道数据和一位右声道数据；

2、帧时钟LRCK

也称字选择WS时钟，用于切换左右声道的数据。LRCK为1 表示正在传输的是右声道的数据，为0则表示正在传输的是左声道的数据；

3、串行数据SDATA

就是用二进制补码表示的音频数据。

对于采用PDM接口的多MIC阵列，在连接的主设备是I2S接口时，需要接口转换芯片将PDM数据转成I2S数据。如前所述通常将两个MIC与一个PDM接口连接，对于单个MIC，只在时钟上升沿/ 下降沿采集单声道信号，在下降沿/下降沿到来时，停止采集单声道信号。其中，在时钟上升沿/下降沿到来时，通过内部电路控制实现输出单声道信号对应的高电平/低电平信号，在下降沿/下降沿到来时，虽然停止采集单声道信号，但由于内部电路中电容等器件会继续维持上一个上升沿/下降沿输出的电平信号一段时间，本文称这种状态为高阻态。对于连接双MIC的情况，其中一个MIC停止采集单声道信号，但另一个MIC会采集单声道信号并输出对应的电平信号，会将高阻态维持的电平纠正，因而不会受高阻态的影响，但对于多MIC 阵列的情况，有可能出现单个MIC连接PDM接口的情况。