芯知识 语音芯片中的音频输出，PWM和DAC的比较

在当前科技发达的时代，集成电路是推动科技发展一个不可或缺的重要部件。 语音芯片，是可以存储控制播放语音的IC，在语音芯片中的音频输出，扮演着至关重要的角色。在众多音频输出技术中，PWM(脉冲宽度调制)与DAC(数模转换器)是两种最为常见的方案，它们各有不同的优势，适用于不同的应用场景。

1. PWM音频输出：

PWM（脉宽调制）是一种通过调节方波的脉冲宽度来模拟音频信号的方法。PWM输出通常由某些通用型微控制器或数字信号处理器实现。
优势：
- 硬件简单：PWM输出可以通过现有的数字IO引脚来实现，无需使用额外的DAC芯片，有利于降低系统成本和硬件复杂度。
- 音频质量调节：通过控制PWM的脉冲宽度，可以调节音频的音量和音调，提供一定的音频调节能力。
劣势：
- 音频质量限制：与DAC相比，PWM输出的音频质量可能会受到一些限制。PWM输出的离散级数有限，可能在音频信号的频率范围或动态范围上产生失真或噪声。
- 静态功耗：由于PWM在输出时总是处于高或低电平，会导致较高的静态功耗。

2. DAC音频输出：

DAC（数模转换器）是一种将数字音频信号转换为模拟音频信号的设备。DAC常用于专用音频芯片或独立的音频解码芯片中。
优势：
- 高音质：DAC输出可以提供更高质量的音频，因为它能够将数字音频信号以更精确的方式转换为模拟形式，保持音频信号的准确性和细节。
- 动态范围：DAC输出具有更宽的动态范围，可以保留音频信号中的细微差异和低音谐波，提供更丰富和真实的音乐体验。
劣势：
- 硬件复杂：相对于PWM，DAC输出涉及额外的DAC芯片和相关的外围电路，增加了系统设计复杂度和成本。
- 模数转换误差：DAC输出的音频质量也受到芯片本身质量的影响，如转换精度和抖动等，这需要选择高质量的DAC芯片。

在实际应用中，PWM与DAC的选择往往取决于具体的产品需求和成本预算。例如，在儿童玩具或低成本电子设备中，PWM因其经济性和易于实现的特性而广受欢迎；而在专业音频设备、高.端智能家居音响系统等追求极致音质的应用场景中，DAC则凭借其卓越的音频还原能力和动态范围成为不二之选。

总之，PWM与DAC各有千秋，它们在不同领域发挥着不可替代的作用。

审核编辑 黄宇