2025-06-03

讓你的電子設備開口說話！

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簡介

聲音訊號是一種力學波，因此在傳播過程中是一種類比連續的訊號，然而由於人耳是天然的傅立葉轉換器，因此音訊經過人耳後會變成數位訊號。在這些訊號中，有三個特徵是處理時經常考慮的部分，可以參考下圖：

  • 音量：從訊號來看，音量代表的是訊號的振幅，訊號振幅越大，所發出的音量也越大。
  • 音訊：訊號的頻率，就是所謂的音訊，也就是聲音震動的頻率。其代表的是音調的高低，頻率越高，音調就越高。除此之外，樂器所產生的聲音訊號，並非是單一頻率的訊號，而是有基頻和泛音（倍頻）的存在。
  • 音色：每一個人或樂器所發出的音色都不一樣，從訊號上來看，音色就是訊號的波形，因此只要利用波形分析，就可以判斷出聲音的來源，從下圖可以看到小提琴跟鋼琴的音色差異非常大。

 

  • 取樣率：一秒鐘有多少個取樣點，常見的有8K，16K、32K、44.1K等，可以說取樣率越高，音質越高。
  • 採樣位深：一個採樣點的音頻深度，常見的有8bit或16bit，震動引起聲音，同樣是3.3V的電壓變化，8bit的解析度是255，16bit的解析度是65535，解析度越高，能表達的音頻變化細。
  • 單雙聲道：一段音頻包含幾個聲道，常見的有單聲道、雙聲道，在某些對音頻要求更高的場景下可以達到5.1甚至7.1聲道，簡單來講，幾個聲道就是有幾個發聲單元，單聲道無法體現出聲源的位置信息，但是多聲道就可以模擬出聲源的位置信息
  • 幅值：通常標示音訊的音量等級，振幅越大，訊號強度越高，聲音越大
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語音IC原理

  • 語音合成是將人類語音用人工的方式所產生。若是將電腦系統用在語音合成上，則稱為語音合成器，而語音合成器可以用軟/硬體所實現。文字轉語音（Text-To-Speech，TTS）系統則是將一般語言的文字轉換為語音。而合成後的語音則是利用在資料庫內的許多已錄好的語音連接起來。
  • 語音ic可將語音類比信號通過採樣轉化為數位資料並存在MCU的ROM，再通過電路將ROM中的數位資料還原成語音信號。
  • 根據輸出方式分為兩大類，一種是PWM輸出方式，一種是DAC輸出方式，PWM輸出音量不可連續調整，不能接功率放大器，目前市面上大多數語音IC是PWM輸出方式。另外一種是DAC經內部EQ放大，該語音IC聲音連續可調，可外接功率放大器。

茂綸語音方案 – EPSON S1V3G340

S1V3G340 透過串列介面由主機發送的命令控制，同時內部解碼和處理SPI flash memory或串流的音頻資料。

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比較表

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參考資料來源

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