① 音频信号的采集方式

电台等由于其自办频道的广告、新闻、广播剧、歌曲和转播节目等音频信号电平大小不一，导致节目播出时，音频信号忽大忽小，严重影响用户的收听效果。在转播时，由于传输距离等原因，在信号的输出端也存在信号大小不一的现象。过去，对大音频信号采用限幅方式，即对大信号进行限幅输出，小信号不予处理。这样，仍然存在音频信号过小时，用户自行调节音量，也会影响用户的收听效果。随着电子技术，计算机技术和通信技术的迅猛发展，数字信号处理技术已广泛地深入到人们生活等各个领域。其中语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一，在IP电话和多媒体通信中得到广泛应用。语音处理可采用通用数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列(FPGA) 实现，其中DSP实现方法具有实现简便、程序可移植行强、处理速度快等优点，特别是TI公司TMS320C54X系列在音频处理方面有很好的性价比，能够解决复杂的算法设计和满足系统的实时性要求，在许多领域得到广泛应用。在DSP的基础上对音频信号做AGC算法处理可以使输出电平保持在一定范围内，能够解决不同节目音频不均衡等问题。
TI公司DSP芯片TMS320VC5402具有独特的6总线哈佛结构，使其能够6条流水线同时工作，工作频率达到100MHZ。利用VC5402的2个多通道缓冲串行口(McBSP0和McBSP1)来实现与AIC23的无缝连接。VC5402的多通道带缓冲的串行口在标准串口的基础上加了一个2K的缓冲区。每次串口发送数据时，CPU自动将发送缓冲中的数据送出；而当接收数据时，CPU自动将收到的数据写入接收缓存。在自动缓冲方式下，不需每传送一个字就发一次中断，而是每通过一次缓冲器的边界，才产生中断至CPU，从而减少频繁中断对CPU的影响。
音频芯片采用TLV320 AIC23，它是TI公司的一款高性能立体声音频A/D，D/A放大电路。AIC23的模数转换和数模转换部件高度集成在芯片内部，采用了先进的过采样技术。AIC23的外部硬件接口分为模拟口和数字口。模拟口是用来输入输出音频信号的，支持线路输入和麦克风输入；有两组数字接口，其一是由/CS、SDIN、SCLK和MODE构成的数字控制接口。AIC23是一块可编程的音频芯片，通过数字控制口将芯片的控制字写入AIC23内部的寄存器，如采样率设置，工作方式设置等，共有12个寄存器。音频控制口与DSP的通信主要由多通道缓冲串行口McBSP1来实现。
AIC23通过数字音频口与DSP的McBSP0完成数据的通信，DSP做主机，AIC23做从机。主机提供发送时钟信号BCLKX0和发送帧同步信号BFSX0。在这种工作方式下，接收时种信号BCLKR0和接收帧同步信号BFSR0实际上都是由主机提供的。图1是AIC23与VC5402的接口连接。
AIC23的数字音频接口支持S(通用音顿格式)模式，也支持DSP模式(专与TIDSP连接模式)，在此采用DSP模式。DSP模式工作时，它的帧宽度可以为一个bit长。图2是音频信号采集的具体电路图。
电路的设计和布线是信号采集过程中一个很重要的环节，它的效果直接关系到后期信号处理的质量。对于DSP达类高速器件，外部晶体经过内部的PLL倍频以后可达上百兆。这就要求信号线走等长线和绘制多层电路板来消除电磁干扰和信号的反射。在两层板的前提下，可以采取顶层与底层走交叉线、尽量加宽电源线和地线的宽度、电源线成树杈型、模拟区和数字区分开等原则，可以达到比较好的效果。

② 距离话筒远，如何把声音放大

方式一：基于ALE（Adaptive Line Enhancer—自适应线性增强器）的语音提取技术

这一技术的原理，是根据语音所固有的准周期性特征，对音频型号进行数字解码，从中提取出符合语音信号特征的分量并加以强化，而不符合语音特征的信号进行衰减，然后输出。

使用这一技术，通常需要采用前置放大器对来自话筒的声音进行放大，然后使用A/D转换器转化为数字信号，再经由DSP芯片处理，处理的结果通过D/A转换器重现为模拟信号。

这种方式的优点，是仅需一个话筒，流程和结构较为简单。

而缺点在于，使用了多个芯片，总体功耗比较大；仅能处理语音，无法有效传递其他音频信号，用途相对狭窄；由于采用的算法不能完美的提取语音，因此失真较大，音质不好。

方式二：使用专用的阵列式话筒，配合DSP进行处理

这一技术的原理，是借助阵列式话筒对于声音信号的方向选择性。阵列式话筒通常内置两个全向话筒，它只对来自某个或者某些方向的声音信号敏感，这样通过话筒就可以极大消除来自非预期方向的噪声。

话筒输出的信号，同样通过A/D转换器后，传输给DSP进行处理，最终结果同样通过D/A转化器输出。

这种方式的优点在于，通过话筒自身对于非预期方向的信号过滤，极大减少了环境噪声进入设备的机会，而后续的DSP处理，还可融合ALE技术，从而达到更有效的处理。

缺点也非常明显，阵列式话筒通常体积比较大，这使得产品设计和布局的难度极大增加了，话筒本身价格也更加昂贵；同时也具有方式一的功耗大，失真大的缺点。

突破：远场噪声抑制技术

远场噪声抑制技术，和阵列式话筒类似，也是使用两个话筒，这两个话筒分别放置，接收到的信号因距离不同而产生幅度和相位的差异。这一差异可以用来实现对远近场声音的鉴别和选择性过滤。由于这种方式直接对声源的距离进行了甄别，所以理论上可以用来处理任何种类的音频信号，而不仅仅是语音。

和阵列式话筒不同，这两只话筒的摆放位置非常自由，而且可以使用廉价的通用话筒，而不必购买昂贵的专用产品。

NS把这一技术完美的应用在了这款最新发布的，型号为 LMV1088 的芯片中。

不仅如此，NS还在芯片中内置了自动校准模块，无论话筒如何布局，都可以简单的将电路校准为正确的工作状态。配合I2C接口，使得器件的应用更加得心应手。

在LMV1088的内部集成了模拟处理器(Analog Noise Cancelling processor) ，用来取代DSP芯片进行信号分析！它内部包含了对远近场声音的分解，过滤等复杂的功能，是一台实实在在的模拟音频信号处理器。

由于DSP的内部程序运行会引起信号延迟，NS采用了连续时间模拟信号处理技术使信号处理速度更为快捷，达到了实时的要求，而且结构上更加紧凑，稳定性大大提高。

LMV1088的典型工作电流只有1mA，这还不到DSP方案的十分之一。在低功耗设计日渐盛行的今天，这个芯片的超低功耗对产品设计师而言无疑是一个福音。