使用 attiny85 的 pwm 播放音频

Question

我试图了解如何在 attiny85 上从头开始实现音频播放。 目标是从代表以固定间隔采样的音频信号强度的数组中播放短声音（猫叫声，所以我希望它保持可识别）。

据我了解，信号强度线性映射到模拟音频信号的电压。 据我所知，声卡是数模转换器，但 attiny85 可能没有。

我很好奇我是否可以使用 pwm 播放声音。 由于pwm通过改变信号的高低相位交替的占空比来改变平均电压，因此很可能会导致音频质量下降。 根据谷歌，Wav 采样率可以在 1 HZ 和 4.3 GHz 之间变化。 Attiny85 的内部时钟频率高达 8MHz（我希望它的 pwm 发生器也是如此）。

考虑重新配置定时器和 pwm 设置以及在数组中循环，我可以可靠播放的音频的最大采样率是多少？ 我什至应该尝试用 pwm 来做，还是有更好的选择？

Answer 1

可以通过使用 50% PWM 信号并改变频率来生成 simpel 正弦波。 通过扬声器给定一些过滤效果，它会模仿单音音频信号。

制作更高级的音调（自然声音所需）很快变得更加复杂，信号的占空比也可用于欺骗人耳听到谐波。 查看 arduino function tone()以获得一些灵感。

Arduino接小喇叭时要小心，最好在Arduino和喇叭之间放一个三极管/缓冲器/小功放。

Answer 2

给定 8 MHz 的系统时钟，您可以使用 PWM 生成 mono（单通道）音频。

考虑 1000 个时钟的 PWM 周期，为您提供大约 10 位分辨率。 采样率将为 8000 Hz，这会为您提供某种低保真音频。

如果将信号分辨率降低到 8 位，您将获得 8 MHz / 2 ⁸ = 31.25 kHz 采样率。 这接近高保真音响。

将您的样本 output 与 PWM 发生器同步，并使用适当的模拟滤波器。

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许多年前，我构建了一个采样率为 8 kHz 和 8 位样本的数字门铃。 它以电话的质量播放美妙的声音。 微控制器是 8051 的衍生产品，它使用 R-2R 梯形图作为 DAC。