ADC 麦克风

使用 ADC 采集模拟麦克风数据，无需使用外部的音频 codec 芯片，适用于对采样精度要求不太高且成本敏感的应用。在代码结构上采用 esp_codec_dev 的工程模式。

特性

支持多路 ADC 音频采样。
支持最大 12 位的 ADC 采样分辨率。

备注

多路采样支持的最大分辨率为，ADC 最大采样率（S3 为 83.3K） / 采样通道数。

参考电路

外部参考电路如下，可以选择跨阻放大器或者同相/反相放大电路对 MIC 输入信号进行放大。在大多数情况下，使用跨阻放大器可以取得更佳的信噪比，在本示例中 R29 用于为 MIC 添加直流偏置，使用通用运放 LMV321 作为运算放大器，通过 R26 与 C19 构成反馈电路，使运放工作在跨阻放大模式，其中阻容根据 MIC 的灵敏度进行调整。R31 与 R30 用于设定中位电压，以避免交越失真，R27 与 R32 用于提供直流偏置，避免 ADC 采集时失真。关于前端 MIC 放大器的更多设计参考信息，请参考 Single-Supply, Electret Microphone Pre-Amplifier Reference Design。

备注

偏置：ADC 端的中点偏置是必须的（如 Vref/2），避免 ADC 采集失真，默认情况下 ESP32-C3 的 Vref 约为 0.9V。
电源：MIC 供电最好使用 LDO 进行稳压，避免电源波动影响 ADC 采样。如果不使用外部 LDO，请在电源侧进行单独的 RC 滤波（在本示例中 R28 与 C23 用于滤波）， MIC 推荐与运放独立供电。
推荐选择灵敏度大于 -46dB 的 MIC，避免放大后的信噪比过低。并根据 MIC 的灵敏度调整放大倍数。

外部配置 ADC Continuous

可在外部初始化好 adc continuous mode, 并将 adc_continuous_handle_t 传入。

与 ADC oneshot 模式一起使用

如果 ADC oneshot 与 ADC condition 使用不同的 ADC Unit，那么不会有冲突。
如果使用相同的 ADC Unit, 请调用 esp_codec_dev_close() 关闭 adc_mic 时调用 adc_oneshot_read。

adc_continuous_start(handle);
adc_continuous_read();
adc_continuous_stop();
adc_oneshot_read();

示例代码

audio_codec_adc_cfg_t cfg = DEFAULT_AUDIO_CODEC_ADC_MONO_CFG(ADC_CHANNEL_0, 16000);
const audio_codec_data_if_t *adc_if = audio_codec_new_adc_data(&cfg);

esp_codec_dev_cfg_t codec_dev_cfg = {
    .dev_type = ESP_CODEC_DEV_TYPE_IN,
    .data_if = adc_if,
};
esp_codec_dev_handle_t dev = esp_codec_dev_new(&codec_dev_cfg);
esp_codec_dev_sample_info_t fs = {
    .sample_rate = 16000,
    .channel = 1,
    .bits_per_sample = 16,
};
esp_codec_dev_open(dev, &fs);
uint16_t *audio_buffer = malloc(16000 * sizeof(uint16_t));
assert(audio_buffer);
while (1) {
    int ret = esp_codec_dev_read(dev, audio_buffer, sizeof(uint16_t) * 16000);
    ESP_LOGI(TAG, "esp_codec_dev_read ret: %d\n", ret);
}

API 参考

Header File

components/audio/adc_mic/adc_mic.h

Functions

const audio_codec_data_if_t *audio_codec_new_adc_data(audio_codec_adc_cfg_t *adc_cfg)

Initialize codec adc.

参数: adc_cfg – pointer of configuration struct
返回: const audio_codec_data_if_t* adc data interface.

Structures

struct audio_codec_adc_cfg_t

codec adc configuration

Public Members

adc_continuous_handle_t *handle: Type of adc continuous mode driver handle, if NULL will create new one internal, else will use the handle

size_t max_store_buf_size: Max length of the conversion results that driver can store, in bytes.

size_t conv_frame_size: Conversion frame size, in bytes. This should be in multiples of SOC_ADC_DIGI_DATA_BYTES_PER_CONV

adc_unit_t unit_id: ADC unit

uint8_t *adc_channel_list: Channel of ADC

uint8_t adc_channel_num: Number of channels

adc_atten_t atten: It should correspond to the actual range, with 0dB attenuation having the least ripple.

uint32_t sample_rate_hz: Sample rate of ADC

Macros

DEFAULT_AUDIO_CODEC_ADC_MONO_CFG(_channel, _sample)

DEFAULT_AUDIO_CODEC_ADC_STEREO_CFG(_channel_l, _channel_r, _sample)

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