嵌入式教程_数字信号处理：2-18 模数转换（AD）实验（采集波形）

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实验目的

本节视频的目的是掌握EMIFA的使用，了解AD7606的芯片特性和使用，并实现基于AD7606采集正弦波。

实验原理

AD9833原理图

找到波形发生器，可查看相关控制引脚。本次实验采集的波形是由AD9833输出的。

AD7606原理图

找到AD采集，可查看相关控制引脚，同时可看到ADC输入的V1~V8通道分别对应CON29 - CON36口。

波形发生器

TL6748-PlusTEB实验箱采用板载波形信号发生器，波形信号发生器采用的芯片是AD9833。

AD9833是一款低功耗、可编程波形发生器，能够产生正弦波、三角波和方波输出。各种类型的检测、信号激励和时域反射应用都需要波形发生器。输出频率和相位可通过软件进行编程，调整简单。频率寄存器为28位，时钟速率为25MHz时，可以实现0.1Hz的分辨率；而时钟速率为1MHz时，则可以实现0.004Hz的分辨率。AD9833的输出电源范围是38mV~650mV。

AD9833

AD9833具有一个标准串行接口，使得该器件可以直接与数个微处理器接口。该器件采用外部串行时钟来向器件中写入数据或控制信息。通过该串行接口DSP可使用程序控制AD9833产生正弦波、三角波和方波输出。

A/D转换

A/D转换，即模数转换，是指将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。一般分为四个步骤进行：取样、保持、量化和编码。前两个步骤在取样-保持电路中完成，后两步骤则在ADC中完成。

AD7606

TL6748-PlusTEB实验箱上的AD采集是基于 ADI AD7606 芯片进行设计的，具体特性如下：

· 八通道；

· 16bit采样；

· 支持串行和并行读取方式；

· 支持全部通道200K 采样率并行采集和转换；

· 支持真正±10V 或±5V 的双极性信号输入。

模数转换工作过程

AD7606上8个通道的数据是同时采集，轮流转换的。

模数转换模块接到启动转换信号后，按照排序器的设置，开始转换第一个通道的数据；经过一个采样时间的延迟后，将采样结果放入转换结果寄存器保存；按顺序进行下一个通道的转换；如果为连续转换方式则从新开始转换过程；否则等待下一个启动信号。

EMIFA

（External Memory Interface）

即外部存储器接口，可实现DSP与不同类型存储器（SRAM、Flash RAM、DDR-RAM等）的连接。具体可以分为EMIFA和EMIFB。

外部存储器接口主要用来同并行存储器连接，这些存储器包括SDRAM、SBSRAM、Flash、SRAM存储器等，外部存储器接口还可以同外部并行设备进行连接，这些设备包括并行A/D、D/A转换器、具有异步并行接口的专用芯片，并可以通过外部存储器接口同FPGA、CPLD等连接。

EMIFA接口特性

（1）异步操作：

支持SRAM，NAND Flash ，NOR Flash，FPGA等，包括AD7606

最大支持16位数据总线和23位地址总线，在C6748中只能支持到16位

具有4个片选（EMA_CS[5:2]），只能用于异步操作

连接NAND Flash时， NAND Flash控制器支持1-bit和4-bit的ECC校验

（2）同步操作：

支持16-bit的SDRAM

有一个单独的SDRAM（EMA_CS[0]）

EMIFA功能框图

EMIFA的请求信号的有三个来源：CPU、EDMA和主外设。

右侧的三部分接口分别是：SDRAM的控制信号管脚和异步操作模式下的控制信号管脚以及共用部分的数据总线和地址总线。

EMIFA与AD7606的连接

连接异步设备时可以有4个片选：EMA_CS[n]，n=2,3,4,5

控制信号引脚要根据外设的时序要求使用，AD7606的连接中只用到了片选信号，其他的没有用到。

程序流程设计

程序流程设计中首先要进行外设使能配置和DSP中断初始化，接着初始化LCD的显示与触摸，然后初始化AD7606，接着初始化AD9833并输出波形，启动AD7606采集并将采集的波形显示到LCD上。最后进行触摸检测，控制AD7606启动和暂停。

方向配置源码

管脚方向配置

使用StarterWare 库函数将 GPIO 口配置为输出模式。相关函数通过“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口。

GPIODirModeSet(SOC_GPIO_0_REGS, 1, GPIO_DIR_OUTPUT);

数据配置源码

数据寄存器配置

使用StarterWare 库函数设置GPIO输出值。

相关函数通过“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口

GPIOPinWrite(SOC_GPIO_0_REGS, 3, GPIO_PIN_LOW);

配置GPIO输出值的函数源码和函数使用说明可以查看gpio.c。其中，第一个参数是GPIO的基地址，第二个参数是GPIO的编号，第三个参数设置GPIO的电平。

操作现象

实验设备

硬件连接

（1）使用公头对公头SMA数据线连接波形发生器和ADC输入的V1通道

（2）连接仿真器和电脑的USB接口，

（3）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，

（4）连接实验箱电源，拨动电源开关上电。

软件操作

导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程

编译工程

将CCS连接实验箱并加载程序

点击运行程序

LCD屏幕会显示采集的正弦波

点击一下LCD屏，采集将停止，再次点击恢复采集。

实验结束后，先点击黄色按钮暂停程序运行，再点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接，最后实验箱断电即可。

Auto-Tune 人声处理工具全家桶介绍

21世纪不知不觉已经过去了20多年，这20年里音乐制作技术突飞猛进的发展，人们欣赏音乐的口味也在不断变化。20年前初出茅庐不久的Antares公司用Auto-Tune的电子人声效果征服了世界，成了各路当红艺人争相追逐的热门技术，甚至需要用专用机架效果器来处理。如今Auto-Tune早已从热门前沿技术成为一个普通的人声处理工具，甚至因为某华语热门男歌手过度使用沦为被抨击的对象（话说回来，那位男歌手并不是唱不准而是喜欢Auto-Tune电子人声的效果）。

（图1 曾经闪耀演唱会现场的Antares Vocal Processor AVP-1中间）

但作为一款人声处理工具，Auto-Tune全家桶还是非常值得拥有的。然而问题来了。打开Antares官方你会发现Auto-Tune家族有Auto-Tune Pro, Auto-Tune Artist, Auto-Tune EFX+, Auto-Tune Access, Auto-Tune Hybrid一堆，到底哪一款适合自己呢？

Auto-Tune的前世今生

在探讨如何挑选适合自己的Auto-Tune产品前，让我们再回顾一下Auto-Tune的前世今生。

1997年9月，专门研究随机估计理论和数字信号处理的Andy Hildebrand博士首次第一代Auto-Tune。博士利用自相关函数检测音高的新算法戏剧性的提高了音高处理的效率。之前，音频工程师认为计算机进行实时音高处理的计算量非常巨大，计算机几乎无法实现。1996年初的几个月里，博士在一台苹果电脑上实现了这个新算法，并于同年晚些时候的NAMM Show上演示了该算法，给当时的业界带来了巨大冲击。

1998年Cher的歌曲《Believe》被广泛认为是首歌使用了夸张Auto-Tune电子人声效果的音乐作品。Cher的制作人使用软件偶然夸大了音高修正的度，而这与软件最初的纠正跑调的目的相反。

（1998年金曲Cher《Believe》据说是第一首使用了Auto-Tune电子人声效果的单曲）

2000年代末期，Auto-Tune作为一种声音效果，得到蓬勃发展，同时也因为过度使用成为业界抨击的对象。到了2010年代中期，Auto-Tune在嘻哈音乐中再度得到重视，特别是在Trap中。

Auto-Tune家族

Auto-Tune Pro（标准售价399美元）

（图2 Auto-Tune Pro）

大家都知道带Pro的一般都是系列产品里的旗舰产品，Auto-Tune Pro也不例外。

Auto-Tune Pro是Auto-Tune的最高级旗舰版本。它包括用于实时修音和效果的 Auto Mode（自动模式），用于更详细音高和时间编辑的 Graph Mode（图形模式，有点像Melodyne），并包括了用于自动音高和音阶检测的 Auto-Key 插件。

Auto-Tune Pro 还包括Classic Mode 经典模式（用于著名的 "Auto-Tune 5 音效”）、Flex-Tune 和 Humanize（用于更透明、更自然的调音）、Throat Modeling（用于微妙或极端的人声转换）以及 Transpose（用于实时共振峰转换矫正）。低延迟处理模式可以让你在舞台上或录音室中通过Auto-Tune Pro进行实时演奏，而不用担心令人心烦的延迟。

自动模式和图形模式界面的设计旨在为专业用户和初学者提供最高效、灵活和直观的工作流程。自动模式包括两种独特的屏幕视图：基本视图可让你快速轻松地访问自动模式的核心功能，而高级视图则可解锁强大的MIDI、音阶编辑和Vibrato控制功能。

图形模式可让你详细控制人声表演的每个细微差别。拓展的音高编辑工具可以精确控制单个音符和音高曲线，就像Melodyne那样。Transparent Time Correction功能可让你快速修正录音里的时值错误，或创造性地重新调整音轨的时间，而无需重新录制。

附带的 Auto-Key 插件（只有Auto-Key Pro版本附送Auto-Key）可以优化工作流程，节省录音室的宝贵时间。Auto-Key 会自动检测音乐的音调和音阶，并将其发送到项目中的所有 Auto-Tune 实例。如果你已经知道了音轨的键和音阶，你也会发现Auto-Key很有用，只需点击一下就可以同时设置多个Auto-Tune实例的键和音阶参数。

无论是快速修饰几个有问题的音符，还是想调出完美的 Auto-Tune 电子人声效果，或者是精心打磨现场演出，具有深度参数调控的Auto-Tune Pro都能提供所需要的专业音高校正和经典效果。

https://www.antarestech.com/product/auto-tune-pro/

Auto-Tune ARTIST（标准售价299美元）

（图3 Auto-Tune Artist）

Auto-Tune Artist（之前叫Auto-Tune Live）是为满足偏重现场的音乐家、制作人和现场音响工程师的苛刻需求而设计的。它包含了Auto-Tune Pro的所有先进的实时音高校正功能，并针对舞台或录音室的低延迟性能进行了优化。

这个版本的Auto-Tune包含了重新设计，以方便使用和优化工作流程的新界面，并增加了 "基本 "和 "高级 “视图，以便您在需要时找到所需的工具。

新增加的Flex-Tune功能，可以实现更自然、更透明的音高校正；Classic Mode经典模式用于经典的 "Auto-Tune 5声音”；这个版本的Auto-Tune也包括Pro版里有的Transpose（用于实时共振峰转换矫正）功能。Auto-Tune Artist还具有Humanize功能，可保留持续音符的微妙音高变化，自动形体校正，调节喉部建模，实时MIDI控制，以及高级颤音控制。

https://www.antarestech.com/product/auto-tune-artist/

Auto-Tune EFX+（标准售价199美元）

（图4 Auto-Tune EFX+）

Auto-Tune EFX+是Auto-Tune家族里的多面手，集成了Auto-Tune的核心功能（包括专业质量的Auto-Tune音高校正和低延迟处理，可在舞台或录音室进行实时处理），强大的Auto-EFX效果器，以及Auto-Motion音高变换旋律模式发生器。相对Auto-Tune Pro，Auto-Tune Artist更偏向音调修正，Auto-Tune EFX+更偏向人声效果处理：完全可调的Retune Speed和Humanize参数让你可以为你的音轨增加更多细节效果，从透明的音高校正到标志性的Auto-Tune效果。

https://www.antarestech.com/product/auto-tune-efx-plus/

Auto-Tune Access（标准售价99美元）

（图5 Auto-Tune Access）

Auto-Tune Access可谓是Auto-Tune系列里最便宜的基础款。它以简单直观的界面提供了Auto-Tune的核心功能。其轻巧的CPU占用率和专业的处理质量也使其成为处理大型项目的高级用户的便捷选择。

三个预置的重调速度，以及人性化旋钮可以做出从细微自然的音高校正到最极端的自动调音效果。

虽然是基础款Auto-Tune Access依然保持了低延迟，即使是实时现场演出也不用担心巨大延迟带来的干扰。

https://www.antarestech.com/product/auto-tune-access/

Auto-Tune HYBRID（标准售价399美元）

（图6 Auto-Tune HYBRID）

Auto-Tune HYBRID是面向Pro Tools和Avid DSP硬件的终极实时自动调音解决方案，对应包括最新Carbon声卡、HDX系统和VENUE | S6L现场音响系统。它提供了专业质量的Auto-Tune音高校正和人声效果，优化了闪电般的速度，DSP驱动的性能，也可以在原生Pro Tools系统上工作。

Auto-Tune HYBRID本质其实是专为Avid的Hybrid Engine技术设计的Auto-Tune Artist。Auto-Tune Artist的所有功能，HYBRID都有。因为HYBRID同时支持原生Pro Tools和专用硬件上的运行，因此在录音、编辑和混音时，您可以在Pro Tools中的DSP和本地处理之间无缝移动。使用DSP处理进行录音时，可以实现近乎零延迟的监听。

注意：UAD系统上也有一款支持DSP处理的Auto-Tune Realtime Advanced，虽然这款插件也是Antares开发的，但是只有在UAD的网站上才可以买到，故不算在其中。

https://www.antarestech.com/product/auto-tune-hybrid

Auto-Tune Reason：

（图7 Auto-Tune Reason机架正面）

（图8 Auto-Tune Reason机架背面）

Auto-Tune真的是无处不在，他们甚至跟Reason Studios合作推出了专门适配Reason软件的Rack Extension版的Auto-Tune Reason版，具备Auto-Tune的核心功能，也就是经典的Auto-Tune效果，有着优秀而自然的音高修正算法。可以通过MIDI控制目标变化的音符，内置许多做好的Combinator人声效果器组合可以直接使用。

除此之外转到Auto-Tune Reason版机架的后面我们还可以发现更多实用而有创造力的接口，除了传统的立体声输入和输出以外，还包括Auto-Tune算法识别出来的声音的Gate、CV和包络跟随的输出，让你输入的人声或乐器作为MIDI控制器去控制其它设备的变化。你甚至还可以将其他设备输出的CV和Gate传输给Auto-Tune Reason来控制它，做出非常有意思的效果。

https://www.reasonstudios.com/shop/rack-extension/auto-tune-reason/

Auto-Tune Mobile for iOS：

（图9 Auto-Tune Modile）

Antares还搭上了移动的大潮，推出了适合iPhone和iPad使用的移动版Auto-Tune。虽然相比电脑版的自动音高修正它不是最好的，但作为一个针对的iOS低级影响解决方案，Auto-Tune是目前iPhone / iPad用户不错的选择。

Auto-Tune移动版售价4.99美元，童叟无欺，如果你要做人声录音，这个app无疑是你最值得拥有的工具。Auto-Tune Mobile for iOS主要特性：

实时人声音高修复，适合现场演出使用支持Inter-App Audio和Audiobus两种插件格式，可作为效果器串接在其它应用后面内置了Antares的Auto-Tune专业音高修正技术可连接各种话筒外设使用，包括IK Multimedia的iRig话筒和TASCAM的iXZ音频接口适合专业音乐人使用

https://apps.apple.com/app/auto-tune-mobile/id647764727

Auto-Tune Unlimited全家桶：

（图10 Auto-Tune Unlimited全家桶）

怎么样通过上述的简介有没有琢磨出哪款Auto-Tune适合你？选择总是烦恼的，最好的解决方案是—全入！成年人的世界没有「选择」二字。

什么？你觉得全入很贵？

瞧一瞧！看一看！Antares推出了Auto-Tune Unlimited订阅套装，囊括上述所有Auto-Tune版本，而且另外附加全套AVOX人声效果插件：https://www.antarestech.com/product/auto-tune_unlimited/

AVOX系列插件包括：

Harmony Engine：人声建模和声生成插件；Mic Mod：经典麦克风模拟插件；Articulator：数字Talk Box效果插件；Warm：真空管染色插件；Duo：人声建模自动双音插件；Choir：高达32 unison的人声复音加乘插件；Aspire：创意噪音处理插件；Sybil：多频段齿音消除插件；Throat：物理建模人声设计插件；Punch：言简意赅，提升人声冲击力的插件，类似Transient处理；Mutator：可以把正常人声弄成非常奇怪声音的人声设计插件。

包含了全套Auto-Tune系列插件以及AVOX人声效果插件的Auto-Tune Unlimited应该很贵吧（瑟瑟发抖）？

岂有此理！Auto-Tune Unlimited包月每月只要24.99美元！不到180块一个月，玩到饱！年付只要249.9美元，免费白送两个月！不放心？免费14天试用搞起来：https://www.antarestech.com/demo-downloads

还在等什么，赶快去订阅Auto-Tune Unlimited吧！有了Auto-Tune和AVOX加持，脱颖而出指日可待！

国产芯片