USB音频设备的设计与实现
15.35、 USB实现PC音频播放器实验
USB实现PC音频播放器实验z意义与作用现在的智能终端已经逐步由按键+指示灯或数码管发展为触摸屏+音频输出，前面已经介绍了神舟系列STM开发板的触摸屏，本章节我们来学习一下如何使用神舟系列STM开发板的USB接口和I2S音频接口在PC侧实现一个免驱动音频声卡功能。
本实验USB工作在同步传输模式。
通过该实现使大家了解如何使用STM32的USB的同步传输模式实现即插即用的功能，以及如何使用STM32的I2S音频接口实现音频播放功能。
z实验原理在USB中，USB HOST是通过各种描述符来识别设备的，有设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符，字符串描述符，报告描述符等等。
更详细的说明请参看USB HID 协议，该协议可从下载。
关于STM32的USB知识可以参考附件的《STM32 USB固件的中文资料.pdf 》和《STM32的USB详解.pdf》等文档。
本实验音频部分主要是初始化DA芯片PCM1770，设置STM32的I2S接口的参数，然后将来自USB接口的音频数据通过I2S2接口送给DA芯片PCM1770播放。
PCM1770简介：神舟系列STM开发板采用TI公司的进口原装音频DA芯片PCM1770。
PCM1770是一款具有耳机放大器的24位低功耗立体声音频 DAC。
可直接驱动耳机，具有软件控制音量大小、芯片模式和模拟语音合成等功能。
该芯片的功能框图如下：PCM1770支持工业标准音频数据格式（industry-standard audio data formats），包括标准模式（standard）、I2S飞利浦标准、MSB对齐标准（left-justified）。
本次实验PCM1770为从设备模式和MSB对齐标准（left-justified）。
PCM1770的I2S共需要4信号：● SD：串行数据，用来接收2路（左右声道）时分复用通道的数据；● WS：字选(左右声道选择)，从模式下作为输入；● CK：串行位时钟，从模式下作为输入。
高保真USB外置声卡的设计
高保真USB外置声卡的设计管康【摘要】本外置声卡设计使用PCM2706作为USB接口芯片，使用DIR9001接收，用wolfson WM8740音频DAc解码，实现高品质音频信号输出、耳机驱动。
本文简要阐述了利用上述芯片设计USB外置声卡的方案、构架、各部分特性以及性能测试结果。
【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】1页(P96-96)【关键词】USB声卡;音频解码器【作者】管康【作者单位】浙江传媒学院电子信息学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP334.71 引言在人们对声音质量要求日益提高的今天，大量普及的板载声卡已经不能满足高品质音乐回放与娱乐的需求。
受制与集成化与成本的控制，以及电脑内部复杂电磁环境的干扰，板载声卡并不能发出令人满意的声音。
加上笔记本电脑逐渐普及，却又不能通过加装板卡式独立声卡来改善音质，使用USB外置声卡成了提高音频质量最合适的方案。
2 工作原理该设备使用标准的USB音频协议，在WINDOWS以及MAC平台上都不需要安装特定驱动。
声卡与电脑通信，从USB接口获得数据流，通过PCM2706将信号转换成S/PDIF格式，然后利用DIR9001将S/PDIF信号转化为音频I2S信号，接下来由WM8740解码，还原出模拟信号。
最后经过LPF电路与耳机放大电路，分别将信号送至线性输出端口与耳放端口。
结构如下：PCM2706是TI公司生产的具有 USB 接口、耳机输出和 S/PDIF 输出的立体声音频DAC，支持USB1.1标准，采样率最高支持48khz，16bit精度。
该器件自带解码输出，但为了获取更好的音质，只将其作为USB通信接口使用。
DIR9001是最高支持96kHz，24bit的数字音频接收器，支持S/PDIF, EIAJ CP-1201, IEC60958, AES/EBU协议的数字音频格式。
DIR9001有一个突出的技术优点，它内建低抖动的时钟恢复系统，理论值为50ps，这对确保数字信号的品质大有帮助，这也令DIR9001名声在外，获得不少发烧友的青睐。
基于STM32F103芯片的USB接口的研究与实现
基于STM32F103芯片的USB接口的研究与实现一、本文概述随着科技的飞速发展，USB接口作为一种便捷、高效的数据传输方式，在电子设备中得到了广泛应用。
STM32F103芯片作为STMicroelectronics公司推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具有高性能、低功耗、易于编程等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将围绕STM32F103芯片的USB接口展开研究，详细探讨其原理、设计与实现方法。
本文首先介绍了STM32F103芯片的基本特性和USB接口的基本原理，包括USB协议栈、数据传输方式等。
接着，对STM32F103芯片的USB 接口硬件设计进行了详细描述，包括硬件电路的选择、接口电路设计、电源管理等。
在软件设计方面，本文详细介绍了USB驱动程序的开发过程，包括驱动程序的架构、主要功能实现以及关键技术的处理等。
为了实现STM32F103芯片与USB设备之间的数据传输，本文还设计了基于USB HID类设备的通信协议。
该协议利用USB HID类设备的通用性，实现了STM32F103芯片与USB设备之间的无缝连接和数据传输。
本文还通过实验验证了USB接口设计与实现的正确性，并分析了在实际应用中的性能表现。
本文总结了STM32F103芯片USB接口的研究与实现过程，指出了其中存在的不足之处，并对未来的研究方向进行了展望。
通过本文的研究，旨在为嵌入式系统开发人员提供一种基于STM32F103芯片的USB接口设计与实现方案，推动嵌入式系统中USB接口技术的进一步发展。
二、STM32F103芯片USB接口基础知识STM32F103芯片是STMicroelectronics公司生产的一款基于ARM Cortex-M3核心的微控制器，它集成了丰富的外设接口，其中包括USB 接口。
对于STM32F103来说，其USB接口主要基于USB 0标准，提供了高速的数据传输能力。
STM32F103的USB接口主要由以下几个部分构成：USB外设控制器、USB收发器以及USB的电源管理。
USB声卡的设计与制作
常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：戴铮学号：40831406华思佳学号： 40831415车飞学号： 40831403系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：USB声卡的设计与制作指导者：朱小刚柏军基评阅者：2010年 5 月毕业设计（论文）中文摘要随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知，数码相机、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？USB就是基于这个目的产生的。
USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口。
USB设备之所以会被大量应用,主要是因为其具有支持热插拔、携带方便(USB 设备大多“小、轻、薄”)、标准统一、可以连接多个设备、高速度、简单的网络互连功能优点。
当前的USB设备被局限在PC平台下才能进行数据交换,这是当前USB设备面临的最大局限。
在这个环境下，USB声卡逐渐的出现在市场上，并越来越流行。
USB声卡将USB 接口的特点和声卡的需要完美的结合，更方便了人们在生活中的需要。
尤其是PCM2702之类的芯片出现，使USB声卡越做越小，在实用的基础上追加了外观的设计，强调了便携性，并运用在了耳机上，相信在今后生活中将会越来越普及。
PCM2702(IC1)为美国TI公司属下的BB公司生产的USB接口DAC芯片。
PCM27O2支持USB1.0标准，可接收16bit的立体声或单声道的USB音频数据流。
在USB声卡设计中具有主导地位。
关键词： USB接口声卡 PCM2702目录1 引言 (1)1.1 声卡的基本功能 (1)1.2 声卡的主要类型 (2)1.3 声卡的接口 (6)1.4 声卡的发展历史 (6)1.5 声卡的厂家介绍 (9)2 USB接口及声卡各主要芯片介绍 (15)2.1 USB接口的介绍 (15)2.1.1 USB接口的发展趋势与行业速递 (15)2.1.2 USB接口的优点 (15)2.1.3 USB接口布置 (16)2.1.4 USB数据传输 (17)2.2 USB声卡各主要芯片介绍 (20)2.2.1 PCM2702介绍 (20)2.2.2 asm1117介绍 (25)2.2.3 APA3544 介绍 (26)3 基于PCM2702的USB声卡设计与制作 (27)3.1 USB声卡的设计要求 (27)3.2 设计方案论证 (30)3.3硬件设计 (31)3.4软件设计 (32)3.5电路的制作 (33)4 USB声卡性能测试 (38)结论 (48)致谢 (49)1 引言1.1 声卡的基本功能声卡是计算机进行声音处理的适配器。
usb供电音响原理
usb供电音响原理
USB供电音响是一种使用USB接口供电的便携式音响设备。
它通过USB接口连接到供电设备（如电脑、移动电源等），无需使用电池或外部电源适配器。
USB供电音响的工作原理是利用USB接口提供的电能，将其转化为音频信号输出。
当音响设备连接到供电设备的USB接口时，供电设备会向音响传输所需的电能。
音响内部的电路会将电能转换为音频信号，并通过内置的扬声器播放出来。
USB供电音响通常会配备内置的放大器和扬声器单元。
放大器负责加大音频信号的电压，以使其能够驱动扬声器单元产生足够的音量。
扬声器单元则将放大后的音频信号转换为声音振动，从而产生音频输出。
USB供电音响还可以通过USB接口与外部设备进行音频传输和控制。
例如，可以通过USB接口将音响连接到电脑，以实现音频播放和音量调节。
一些USB供电音响还可以具备蓝牙功能，通过USB接口接收到的音频信号转发给蓝牙模块，从而实现无线音频播放。
总之，USB供电音响利用USB接口提供的电能，通过内置的放大器和扬声器单元将电能转化为音频信号输出。
它具备便携性和易用性，并可以通过USB接口与外部设备进行音频传输和控制。
用CH372设计的USB接口声卡
单 片机 ／ Ｓ ／ Ｕ ＭＰ 等控 制 器 的系 统 Ｄ ＰＭＣ ／ Ｕ
硬 件总体 方案
硬 件 设计 原 理
总线 上 ：在计 算 机 系统 中 ， Ｈ ７ Ｃ ３ ２的 配 套 软 件 提 供 了简 洁 易用 的操 作 接 口 ， 本 地 与 端 的 单 片机 通 讯 就 如 同读 写文 件 。 ３ ２ ＣＨ ７
Ｃ ３ ２实 现 与 单 片 机 ／ Ｕ Ｄ Ｐ的 实 时 Ｈ７ ＭＣ ／ Ｓ 数 据 通 信 ，经 Ｃ Ｕ 对 接 收 的 数据 块 进 行 Ｐ
差 ， Ｕ Ｂ接 口技 术 则 弥 补 了 这一 缺 陷 ， ４ １ ０ ｚ 样 率 ， ５ Ｋ ｐ 而 Ｓ ４ Ｈ 取 ０ ３ ２ ｂ ｓ单声 道 输 出 。
引 脚 为 高 电 平 时选 择 命 令 端 口 ， 以 写 入 可
适 用 于 一 些专 用 数 字 嵌 入 式 实 时 音 效 处
设 备 向着 便 携 、 插 即 用 的趋 势 发展 。传 功 能 。 即 统 声 卡 多 为 ＩＡ 和 Ｐ Ｉ 口 ，可 移 植 性 Ｓ Ｃ接 声 卡 设 计 指 标 ： 位 无 符 号 原 码 ８
Ａ ０连接 Ｐ ．。 ２０ Ｃ ３ ２芯 片 占用 两 个地 址 位 ， 当 Ａ Ｈ７ ０
Ｕ Ｂ２０接 口最 高 ４ ０ ｐ Ｓ ． ８ Ｍｂ ｓ的 通 信 速 率 Ｃ ７ Ｈ３ ２功 能 简 介
对 Ｃ ３ ２芯 片进 行 读 写 。命 令 操 作 步 骤 Ｈ７
如下 ：
、
Ｃ ３ ２是 一 个 Ｕ Ｂ总 线 的通 用 设 备 Ｈ７ Ｓ
在Ａ＝ ０ １时 向命 令 端 口 写入 命 令
、
如 果 该 命 令 具 有 输 入 数 据 ， 在 则
usb声卡 原理
usb声卡原理
USB声卡是一种外部设备，用于将模拟音频信号转换成数字
信号，然后通过USB接口传输到计算机进行处理。
它通常包
含一个模拟-数字转换器（ADC）和一个数字-模拟转换器（DAC）。
USB声卡的工作原理如下：首先，模拟音频信号通过输入端
口进入设备。
然后，模拟-数字转换器将模拟信号转换成数字
信号，并将其传送到计算机。
在计算机内部，这些数字信号会经过处理和转码，然后被发送到音频输出端口。
在音频输出端口，数字-模拟转换器将数字信号转换成模拟信号，然后输出到扬声器或耳机等外部音频设备上。
这样，用户就可以听到音频。
USB声卡的优点之一是其便携性和易用性。
由于其使用USB
接口连接到计算机，使用USB声卡只需要插拔即可，不需要
任何复杂的安装过程。
此外，USB声卡通常具有更好的音频
处理能力，以及更高的音频采样率和比特深度，从而提供更高的音质。
总之，USB声卡通过将模拟音频信号转换成数字信号，并通
过USB接口传输到计算机，从而实现音频输入和输出的功能。
它的简单易用性和高音质使其成为许多用户的理想选择。
单片机中的USB接口设计原理及应用分析
单片机中的USB接口设计原理及应用分析USB（Universal Serial Bus）是一种用于电脑与外围设备之间进行通信和数据传输的标准接口。
它具有简化连接过程、高速传输能力和广泛的应用范围等优点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
本文将介绍单片机中的USB接口设计原理及其应用分析。
一、USB接口设计原理1.1 USB接口的基本原理USB接口由主机（Host）和设备（Device）组成。
主机负责控制和管理通信过程，而设备则执行主机的指令。
USB接口采用了一种主从式架构，主机为USB控制器，设备为USB设备。
数据通过USB总线进行传输。
1.2 USB接口的硬件设计USB接口的硬件设计主要包括物理层和电气层。
物理层主要涉及连接器的设计和布线，电气层则规定了电压、电流和信号传输的规范。
物理层设计包括USB连接器的选型和布线方式。
USB接口常用的连接器有A 型、B型、C型等。
布线方式主要包括了信号线的长度控制和阻抗匹配等。
在布线中要尽量避免串扰和干扰，以保证数据的完整性和可靠性。
电气层设计包括了供电电源的选择和数据信号的传输规范。
USB接口规定了数据传输的速率和电平，一般有低速、全速、高速和超速四种传输速率。
同时还规定了电压和电流的规范，以及USB总线上的阻抗等。
1.3 USB接口的协议设计USB接口通信采用了一种特定的协议，包括传输层和报文层。
传输层负责数据的传输和流控，报文层则负责数据的封装和解封装。
传输层设计了数据的传输方式，包括同步传输和异步传输。
同步传输适用于大容量的数据传输，而异步传输适用于低速的数据传输。
流控机制可以控制数据的传输速率，以避免数据的丢失和错误。
报文层设计了数据的封装和解封装方式，包括数据的格式和差错检测。
USB接口规定了数据的格式和帧结构，以在有效载荷中传输数据。
同时还采用了差错检测机制，以保证数据的完整性。
二、USB接口的应用分析2.1 USB接口在嵌入式系统中的应用USB接口在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如智能家居、工业控制、智能穿戴设备等。
Xmos 48-usb音频原理图设计文档
图1
2> VDD是为xCORE Tile供电的，需要提供给它1.0v的电压。电源如下； 图2
电源设计
3>PLL_AVDD是为PLL锁相环供电的，需要提供给它1.0v的电压。 由图2的电源提供。 4 > 附加电路需求 PLL锁相环需要一个干净的电源，pll_avdd供电，应该从板子上的其 他噪音电源中分离出来。 在这个引脚上加上一个低通滤波是需要的(例如，一个4.7• 电阻和100 nF的多层陶瓷电容器)。
XMOS USB Interface
4，XMOS USB Interface 如果使用ULPI，ULPI信号连接到特定的端口。XnD12--- XnD23作为ULPI接口， 当有USB接口的时候， XnD02-- XnD09， XnD26--- XnD33，XnD37-- XnD43这几 个端口不能用，如图usb接口图11。1.8v电源由5v转1.8v的电路提供，如图12。 3.3v由图1的电路提供。 图11
电源设计
图6， 图7
Reset
2，Power on reset RST_N 和TRST_N脚在上电后，拉低是有效的。 RST_N是一个全局低电平异步复位。低电平有效，拉低时间至少100 ns. 内部上拉偶尔会比正常的电流稍强，所以RC型复位电路是不可预测的。 电压监控式复位装置是比较建议良好的复位。这将有利于重置系统的规范。 （ 当RST_N拉低的时候，处理器保持复位状态。当复位的时候所有GPIO都是 高阻态，当释放RST_N时，处理器开始内部复位。在15—150us的时间（依 赖内部时钟），所有的GPIO都有内部拉阻使能，处理器是基于时钟速度，这 个时钟的速度是靠mode1和mode2的设置 ）。
图8
clock
3，Clock 时钟输入引脚CLK，需要提供给一个单调上升沿，低抖动的时钟。为tile提供时钟的， 处理器的时钟速度取决于MODE0和MODE1，时钟电路图10。 为ADC，DAC，SPDIF,USB提供时钟的电路如图9；CLK提供给usb所需的时钟， MCLK_AUDIO为ADC和DAC提供时钟；MCLK_SPDIF为SPDIF提供时钟； MCLK_XCORE是为ADC和DAC提供DSD_CLK和LRCLK而引入的外部输入时钟。 MCLK_XCORE经由处理器处理后作为ADC和DAC的DSD_CLK和LRCLK时钟。 图9 图10
硅麦USB话筒方案
硅麦USB话筒方案简介硅麦USB话筒方案是一种高质量的USB麦克风方案，适用于各种音频录制和通信应用。
它采用先进的硅麦胶囊技术，具有高灵敏度和低噪声特点。
该方案支持USB接口，可以直接连接到计算机和其他USB设备上。
方案特点•高质量麦克风：硅麦胶囊技术提供了出色的音频质量和音频感应能力，实现清晰、准确的声音录制。
•USB接口：方便快捷的连接方式，兼容计算机和其他USB设备。
•灵活性：可以通过调整硅麦的方向和位置来优化录音效果。
同时，该方案还支持多种不同的录音模式和音频调校选项。
•低噪声：硅麦技术降低了背景噪声的影响，保证了清晰的声音录制效果。
•可靠性：采用高质量的材料和组件，确保产品的稳定性和可靠性。
技术规格•麦克风类型：硅麦胶囊•接口类型：USB•频率响应：20Hz - 20kHz•灵敏度：-36dB ± 2dB (0dB = 1V/Pa at 1kHz)•信噪比：> 70dB•采样率：16bit / 48kHz•台面式设计•麦克风重量：350g•麦克风尺寸：约 160mm x 50mm x 50mm•USB线长度：约 2m使用场景硅麦USB话筒方案适用于以下场景：1.录音室和音频制作：硅麦USB话筒提供了高质量的录音效果，非常适合音频制作和录音室。
2.音频会议和在线会议：硅麦USB话筒支持USB接口，可以直接连接到计算机上，实现高质量的音频通信。
3.游戏和广播：硅麦USB话筒具有高灵敏度和低噪声特点，非常适合游戏玩家和广播主播。
使用方法1.将硅麦USB话筒连接到计算机或其他USB设备的可用USB接口上。
2.确认硅麦USB话筒被识别并设置为默认录音设备。
3.调整硅麦的方向和位置以达到最佳的录音效果。
4.在需要录音的应用程序中选择硅麦USB话筒作为音频输入设备。
5.进行音频录制或通信。
兼容性硅麦USB话筒方案与大多数操作系统兼容，包括但不限于：•Windows 7/8/10•macOS•Linux•Android常见问题解答问：硅麦USB话筒是否需要安装驱动程序？答：大多数情况下，硅麦USB话筒会自动被操作系统识别并设置为默认音频设备，无需安装额外的驱动程序。
XMOS的USB AUDIO
XMOS 公司 USB Audio 方案在音频方面行业内得到了非常高的任可，相继已经和哈曼国际、ifi、OPPO、SONY 等音响国际品牌合作了后，目前国际的众多音响展都少 不了 XMOS 的 USB Audio 方案的身影。 XMOS 的 USB Audio 方案设计上使用的芯片经过了 L01A、L8、U8 到现在的 XU208，在方案不断完善的同时，方案的成本也有下降调整以让大众都可以享受到该方案带 来的极致听的美妙。 HiFi 音响逐渐被大众所追求和应用，传统的 CD 机产商转型，XMOS 在发烧友的考验后，也快速地得到大众的消费者的使用。 XMOS 的 XCORE 多核实时操作系统为 USB AUDIO 方案带来了 Bit perfect 的 USB 传输设计，1000MIPS 的运行速率和 256KB 的 RAM 不仅能完成 AUDIO 的低延时传输，还 能实现自行设计 DSP 算法。 我司成熟的 USB AUDIO 方案完全提供开源程序和硬件参考设计原理图，并且提供技术文档以及技术支持，帮助用户迅速熟悉开发家庭数字功放、录音机、 HiFi 耳放、 phone docks、USB 解码器等产品。
4
USB 设备
支持 IOS 和 Mac OS 支持安卓,Linux 支持 Windows 高速 USB 2.0 和 USB1.0 接口
其他
支持使用 DSP 库实现音频算法处理 配置 MUTE 信号解决切换爆音问题
技术与服务
USB AUDIO 方案配套的 XMOS 主控、3.3V&1.0V 电源芯片，SPI Flash 芯片、ADC/DAC 一应俱全，订货和供货稳定，可定制模块。
126 126 184 184 184 184 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 168 168 168 168 168 168 168 168
usb声卡方案
usb声卡方案随着科技的不断发展，音频设备也在向数字化、智能化的方向发展。
而一款好的声卡可以为音频设备提供高品质的音频输入、输出，同时还可以提供各种声音特效，增强音频的表现力和趣味性。
USB声卡作为一种便携式数字化声卡，因其体积小、易携带等优点，越来越受到人们的关注和喜爱。
本文将介绍一种基于国内知名芯片厂商C-Media的 USB声卡方案，为大家提供参考。
一、方案简介该USB声卡硬件方案基于芯片厂商C-Media的CM6631A芯片。
CM6631A是一款USB高速串行接口芯片，可以用于USB解码接口、USB网络音响接口、USB声卡等领域，支持DSD和DXD多种高清音频格式，能够提供清晰、稳定、低功耗、高性价比的解决方案。
二、硬件设计该USB声卡方案的硬件设计采用CM6631A芯片作为核心。
同时，为了提高音频品质，该方案还采用了高精度时钟、超低噪声LDO等组件，以保证音频信号的清晰度和稳定性。
硬件结构组成如下图所示：三、软件设计该USB声卡方案的软件设计主要分为两个部分：设备端驱动程序和应用程序。
设备端驱动程序是设备与计算机之间进行数据传输的重要环节，需要保证数据传输的稳定性和正确性。
应用程序则是用户使用USB声卡时所需的软件，需要保证用户界面友好、操作简便。
四、功能介绍该USB声卡方案能够提供丰富的音频特性和处理方式。
其中最重要的是其支持的多种高清音频格式，包括DSD和DXD，可以满足高品质音频爱好者的需求。
此外，该方案还可以提供多种音频特效，例如环绕声、均衡器、混响等，以便用户调整音频效果。
五、结论基于C-Media的CM6631A芯片设计的USB声卡方案可以为用户提供高品质的音频输入、输出和处理。
其特有的多种高清音频格式和音频特效能够满足不同用户的需求。
此外，该方案体积小、易携带，可以让用户随时随地愉悦地享受高品质音频。
usb声卡方案
usb声卡方案USB声卡方案概述USB声卡是一种外部音频设备，它通过USB接口与计算机连接，提供高质量的音频输入和输出功能。
它可以用于改善计算机的音频性能，扩展音频接口数量，以及提供更好的音频录制和播放体验。
本文将介绍USB声卡的工作原理、优点和应用场景，以及选择USB声卡时需要考虑的因素。
工作原理USB声卡通过USB接口连接到计算机，利用计算机的USB总线提供电源和数据传输功能。
它包含一个内置的数字音频接口芯片，用于将模拟音频信号转换为数字信号，并通过USB接口发送给计算机。
计算机通过驱动程序将数字信号转换为模拟信号，并通过声卡的输出接口输出音频信号。
USB声卡通常还配备了麦克风输入接口、耳机输出接口和音量控制按钮等功能。
它可以支持多种音频格式和采样率，从而提供高质量的音频输入和输出。
优点使用USB声卡方案有以下几个优点：1. **便携性**：USB声卡通常体积小巧，易于携带。
用户可以随时随地连接USB声卡到计算机，提供高质量的音频输入和输出功能。
2. **音质提升**：USB声卡采用数字音频传输，可以提供更好的音频质量和更低的信噪比。
它通常支持高采样率和位深度，能够保留更多音频细节，提供更逼真的音频体验。
3. **多接口支持**：USB声卡通常具备多个音频输入和输出接口，能够连接多个外部音频设备，如麦克风、耳机、扬声器等。
这使得用户可以灵活地进行多通道录制和播放。
4. **兼容性**：USB声卡在大多数操作系统中都有良好的兼容性。
用户无需安装额外的驱动程序，只需连接USB声卡到计算机即可使用。
应用场景USB声卡可以应用于多种场景，包括但不限于以下几个方面：1. **音频录制**：USB声卡具备高质量的音频输入接口，可以与麦克风或乐器等外部音频设备配合使用，提供专业级的音频录制功能。
它广泛应用于音乐制作、语音识别、语音聊天等领域。
2. **音频播放**：USB声卡的音频输出接口可以连接到耳机、扬声器等音频设备，提供高品质的音乐播放和游戏体验。
基于PCM1794的纯音频解码器的设计与实现
基于PCM1794的纯音频解码器的设计与实现设计并实现了一个基于PCM1794的音频解码器。
纯音频解码器是一种用于Hi-FI听音的支持USB音频输入的设备。
主要作用是把读取的数字音频信号转换成模拟音频信号输出，供功率放大后重放。
设计以PCM1794DAC数模转换器为核心，介绍了电源模块、DAC数模转换模块、I/V转换模块、功率放大模块的设计原理。
该设计较高的输出信噪比和较小的失真效果明显的提高了音质。
标签：PCM1794；数模转换；信噪比Abstract：An audio decoder based on PCM1794 is designed and implemented.A pure audio decoder is a device that supports USB audio input for Hi-Fi listening. The main function is to read the digital audio signal into analog audio signal output for power amplification and playback. The design takes PCM1794DAC digital-to-analog converter as the core，and introduces the design principles of power module，DAC digital-to-analog module，I/V conversion module and power amplifier module. The design has higher output signal-to-noise ratio （SNR）and less distortion，which can obviously improve the sound quality.Keywords：PCM1794；digital-to-analog conversion；signal-to-noise ratio隨着人们对音质要求的不断提高，一般的设备由于传输途径、和解码器的素质等诸多因素的影响，并不能满足人们的需求。
USB蓝牙通信系统的设计与实现——基于Ubuntu文件系统
伴随嵌入式技术的不断发展，Linux 操作系统在移动计算硬件平台、工业智能控制、手持终端系统以及军事领域都有着广泛的应用前景。
Linux 操作系统可应用于多种硬件平台。
其中，Ubuntu 文件系统是Linux 操作系统的一个发行版，以桌面应用为主。
Ubuntu 文件系统拥有完善的包管理机制，具有兼容性好、交互界面人性化和软件源支持强大等特点，是最好的Linux 操作系统发行版。
近年来，蓝牙通信技术作为一种近距离无线通信技术，具有数据传输速率高、安全可靠、易操作、硬件成本低等优势，在无线通信技术中已经占有相当重要的地位。
利用蓝牙通信技术，能有效地简化各种移动通信终端设备之间的通信，是嵌入式设备开发首选的短距离无线通信技术。
以往，在较成熟的USB 蓝牙通信系统移植和开发技术中，多采用基于busybox 编译生成的通用文件系统+Linux 操作系统内核开发方式。
笔者对USB 蓝牙通信进行了详细分析，根据Ubuntu 文件系统在用户界面方面的优势，并结合实际项目需求，采用基于Ubuntu 12.04文件系统的USB 蓝牙通信开发模式（内核方面仍采用Linux 3.0.8操作系统内核进行开发），通过在开发板上移植和修改USB 蓝牙通信驱动、蓝牙协议栈等相关内容，开发了基于USB 蓝牙通信系统的应用程序，将USB 蓝牙通信系统应用到Ubuntu 文件系统中。
1U S B 蓝牙通信系统架构蓝牙通信系统的技术规范一般采用由蓝牙协议栈和蓝牙应用框架由低到高组成的层次结构。
目前，常用的USB 蓝牙通信系统由底层硬件模块、中间协议层和应用层3部分组成[1]。
第85页图1为蓝牙通信系统的技术规范层次结构示意图。
1.1底层硬件模块底层硬件模块主要由射频（Radio Frequency ，RF ）与天线（Antenna ）、基带（Baseband ）与链路控制（Link Controller ）、链路管理器协议（Link Manager Protocol ，LMP ）构成。
一种高性能USB声卡的设计与制作
一种高性能USB声卡的设计与制作李征【摘要】设计并制作了一款USB声卡.该声卡采用PCM2706C芯片将数字音频信号转换为12S信号,传入音频DAC芯片CS4398进行数模转换,再将输出的差分音频信号送入音频运放OPA1612进行放大驱动耳机发出声音.通过实物调试,该声卡具有高保真、音量可调、外观美丽、功耗低等特点,具有较高的实用价值.【期刊名称】《新余学院学报》【年(卷),期】2018(023)005【总页数】4页(P30-33)【关键词】声卡;USB;PCM2706C;CS4398【作者】李征【作者单位】安徽电子信息职业技术学院,安徽蚌埠233030【正文语种】中文【中图分类】TN912声卡是实现数字/音频信号相互转换的一种硬件，其质量好坏决定了声音的表现力。
受限于集成化和成本的控制，目前普及的箱内板载声卡已不能满足人们对声音质量的需求，主要是因为机箱内的电磁噪声对于声卡这种带有模拟电路的设备很容易产生干扰，致使声音信噪比降低，加上笔记本电脑逐渐普及，又不能通过加装板卡式独立声卡来改善音质，使用USB外置声卡成了提高音频质量最合适的方案。
1 系统总体方案设计本USB声卡的硬件电路主要由数字信号接收、数字/模拟信号转换及模拟信号放大三部分组成，具体框图如图1所示。
图1 USB声卡系统框图音频信号一般以数字形式存储于介质中，通过音频信号接收电路将数字音频信号转换成I2S信号，数模信号转换电路的作用是将I2S信号转换成模拟音频信号，转化后的模拟音频信号通过模拟信号放大电路的放大，从而驱动负载发出声音。
2 硬件电路设计2.1 电源电路该系统的电源电路主要由三部分组成，分别是给整个系统供电的USB5V电路、音频信号接收和数模信号转换所需的3.3V电源电路、模拟信号放大所需的-5V电路。
2.1.1 5V电源电路电脑的USB接口可输出电压为+5V、电流为500 mA的直流电，可以作为VCC为本设计的电路供电。
便携式USB数字音频处理设备[发明专利]
![便携式USB数字音频处理设备[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ca2ea3aae518964bce847cb1.png)
专利名称：便携式USB数字音频处理设备专利类型：发明专利
发明人：袁杰,丁文昊,都思丹
申请号：CN200710190293.4
申请日：20071126
公开号：CN101170309A
公开日：
20080430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种便携式USB数字音频处理设备，包括中央控制模块、调频接收模块、USB传输模块、多路复用器和电源模块。
中央控制模块中通过三线总线端口输出数据控制调频接收模块，使其接收指定频点的FM广播节目，输出立体声模拟音频信号。
多路复用器轮流切换左右两声道的模拟音频信号，输出至模数转换器，实现从模拟音频信号到数字信号的转换。
中央控制模块利用八位数据/命令复用端口向USB传输模块收发数据和命令，实现由USB客户端向USB主机端的数据交互。
在计算机端，通过驱动程序模块，从USB端口读取数据，然后利用相应的应用软件，在扬声器中播放FM广播节目。
同时利用应用软件，还可以对接收到的调频广播节目进行录音、编辑和压缩。
申请人：南京大学
地址：210093 江苏省南京市汉口路22号
国籍：CN
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USB音频设备的设计与实现Design and Implementatio n of USB Audio Device（江西理工大学）吴君钦（Jiangxi University of Science and Technology）Wu,Junqin 摘要：在介绍USB音频设备及其驱动程序结构的基础上，对USB Audio功能节点、USB Audio描述符、USB Audio请求、码流同步等设计重要方面进行了详细论述，提出了一种准同步USB码流速度匹配方法。
使用准同步法，在一对USB ISO端点上，成功地实现了实时全双工USB音频通信功能，简化了时钟同步系统的设计。
关键词：USB音频，驱动程序, 准同步通信Abstract：Introduce the structure of USB audio device and the structure of USB audio driver, discuss the function endpoints of USB audio peripheral, the USB audio descriptors，the USB audio request and the synch mechanism for USB audio stream detailly, bring out a new synch method called p lesiochronous communication for USB audio stream speed matching. U sing the p lesiochronous communication model , implement duplex audio communication functions on twain USB ISO endpoints, simplify the design of clock synch system .Key words：USB Audio; Device driver; P lesiochronous communication1 引言随着USB接口的推广和普及,越来越多的电脑外部设备采用USB接口, 在便携电脑中，有采用USB口扩展外设取代PCMCIA总线接口的趋势。
特别是USB2.0的数据传输速率达480bps,USB实时同步数据传输模式适合于传送高速实时音视频数据流。
MP3播放器、U盘等设备的流行，使USB接口的应用更为广泛，若能为这些便携设备增加USB音频功能，MP3等设备将成为语音聊天、网络电话等通信终端设备，大大拓展了应用领域，为此本文对USB音频外部设备的体系结构、工作原理及音频数据码流同步方法等设计的重要方面做详细论述。
2 USB设备与驱动程序一般，USB外部设备包含一个USB设备控制器(USB peripheral Controller),设备控制器与通信另一端主控制器(USB Host Controller)的端点（Endpiont）管道(Pipe)之间的实现逻辑联接[1][2]。
主机端驱动软件包含USB主控器驱动程序、设备驱动程序和应用软件三部分，主控制器驱动程序由操作系统提供支持，USB设备开发人员一般只需编写USB设备驱动程序和用户应用程序两部分，以实现特定的功能。
但设备端所有功能的驱动软件必须由开发商完成,关于一般USB设备的设计请参阅文献[1][4][5]。
虽然USB音频流媒体设备各部分与标准USB设备各部件间的逻辑关系相一致，但USB 音频设备(USB Audio Device)有其殊性, 它的结构和实现机制更为复杂。
图1是微软推荐的标准USB音频设备WDM驱动序各部分之间的逻辑层次关系[2]。
图1 USB音视频流类驱动程序(AVStream Class Driver,USBAudio.sys)运行在USB主机控制器驱动驱动程序之上, 属于USB设备驱动程序范畴。
图1黑体部分是与USB Audio有关的驱动和应用程序模块，而其他模块则与USB Audio无关。
如果硬件设备按照USB标准音频设备规范[3]设计，设备开发商无须编写特定的USB设备驱动程序，用户可直接使用Win98、Win2000或后续版本中绑定的标准USB Audio驱动程序，在其他操作系统中也有相应的标准驱动程序，节省了大量的开发时间，所以本文不详细讨论USB Audio驱动程序的设计问题，而重点讨论USB音频设备的设计。
此外标准USB音频设备可以与现有的各种音频播放软件、VOIP通信软件实现无缝联接。
图1 Windows 音频设备驱动程序模块关系图3 USB 音频设备设计3.1 USB 音频功能节点USB 音频设备是由若干功能节点组成的。
在设计USB Audio 设备前，需要了解组成USB Audio 设备的功能节点（Audio Function ）。
Audio Function 包括：输入终端（Input Terminal ，IT ）、输出终端（Output Terminal,OT ）、混音器(Mixer Unite,MU)、选择器(Selector Unit,SU)、调音器（Feature Unite ）、处理单元（Process Unite ）、扩展单元（Extention Unite ）以及辅助接口等。
下面介绍几个主要的功能节点：IT 是Function 外部与Audio Function 的接口，相当于音频信息流入功能节点的一个“插座”。
USB 的OUT 端点代表了一种流入音频信息的逻辑通道(USB OUT IT)，而Line in 插座代表了一种非USB 的 IT （Non USB IT ）。
OT 是Audio Function 内部与外部（其他设备）的接口，相当于音频信息流出功能节点的一个“插座”。
USB 的IN 端点代表了一种音频信息流出Audio Function 的逻辑通道（USB IN OT ），而Speak Out 插座代表了一种非USB 的音频信息流出OT （Non USB OT ）。
MU:是把多个音频输入流混合成单一逻辑输出流的USB Audio Functon ，输入通道被组合成一个或多个通道族，每个族通过一条输入脚流入MU 单元，而逻辑输出通道也组合成一个通道族通过一条输出脚流出MU 单元。
SU 是从多个输入音频通道族中选择一族到输出通道族中。
图2 是IT 、OT 、 MU 和SU 等USB Audio Function节点的逻辑符号。
图2 IT 、OT 、 MU 和SU 符号3.2 USB 音频设备拓扑结构简单的USB 设备可以只有一个IT 和一个OT 构成，比如单声道USB 音箱，而复杂的USB 音频设备可以含所有类型的功能节点。
图3是一个包含录音、放音和混音功能的USB Audio 设备的拓扑结构图，MIC 和USB OUT AudioStream 通过混音器输出到SPK ，MIC AudioStream 也同时流入USB IN 端点到达主机。
图3 USB Audio设备拓扑结构图3.3 USB音频描述符表USB描述符表是主机设备枚举时要求Device报告给Host驱动程序的设备接口参数、结构及逻辑关系描述表。
USB设备驱动程序只有收到完整的描述符表后，才能“理解”设备的各种接口、端点及功能节点的配置信息及其逻辑关系。
图4是一个仅包含录音、放音功能的USB Audio设备描述符顺序关系图，图中无背景色的描述符是USB设备标准描述符，而背景为灰色的描述符是USB Audio特有的描述符。
图4描述的Audio设备的拓扑结构为：USB OUT—>IT—>OT—>SPK，MIC—>IT—>OT —>USB IN。
该设备包含四个功能节点ID1、ID2、ID3和，包含三个接口(Interface)IF0、IF1和IF2。
图4 USB Audio描述符关系图在USB Aduio设备中，设备、配置及字符等标准描述符与通用USB设备没有太大差别，本文不作讨论，读者可参阅参考文献[1]。
在USB Audio设备中，接口Interface（I/F）、端点Endpoint（EP）与音频Function节点功能密切相关，接口和端点描述符必须详细描述接口参数、Function节点类型、AS流类型、AS流格式参数、连接的端点等信息。
在一个USB Audio设备中至少应包含一个音频控制接口（Audio Control Interface，AC I/F），可以包含0到多个音频流接口（Audio Stream Interface,AS I/F）。
在AC I/F接口中，包含了一个音频控制类描述符（AC Class）和全部Function节点的描述符，AC I/F可以使用控制端点传输控制命令和状态信息，也可以包含有独立的中断类型端点，以便建立独立的逻辑通道传输AC命令或状态信息。
每一个AS I/F 必须有两个可选设置Setting0/1，Setting0是缺省设置，在接口连接的Function 空闲时使用该设置，此时接口不占用USB 总线带宽，Setting1是接口工作时使用，此时有AS 数据流在连接的USB ISO 端点中传输。
每个AS 接口可以包含1到多个AS 通道(声道)，AS 被连接到同步IN/OUT 端点上，接口所使用端点的描述表必须紧跟在AS Class/Type Format 描述表后面。
USB Audio 设备枚举阶段，传送USB 设备配置描述符时，应把该Configuration 下的所有接口描述符表整块数据用一个数据包发给主机（Device 可以有多个Configuration ）。
关于USB Audio 功能节点及接口描述符的详细定义可以参阅参考文献[3]。
表1举例介绍一个输入IT 节点的描述符定义，以便让读者对Function 描述有感性和直观的认识。
表1 IT Function 节点描述符表3.4 USB 音频设备请求除了USB 标准请求外，USB Audio 规范定义了Class Specific Request ，Audio Control Request ，Audio Stream Request 三类请求。
所以USB Audio 设备的固化软件除了要对USB 标准请求作出响应外，还要响应上述三类请求。
比如响应Audio Control 单元的AC 请求，可以完成音量调节、静音控制等功能。
若使用缺省控制端点传输AC 命令，处理方法与标准请求相同。
对于AudioStream 端点，需要软件或硬件同步地把数据块填入或取出USB 端点缓冲区。
4 码流速度的匹配与同步实时流媒体通信的同步问题是关系到通信质量和效果的关键的问题之一，解决不好通信效果将很差，严重时根本就无法通信。