USB 音频输入中断

Question

几个月前，我问了一个与我现在遇到的问题非常相似的问题，但有点不同，我相信这个问题的答案在这里不适用。

基本上，我正在编写一个微控制器来进行 USB 音频录制（使用 USB 音频类 2.0/高速 USB）。作为测试，我只是大胆地在音频输入中记录一个简单的 440 Hz 正弦波，看看我是否能得到一个干净的信号。当我记录这个正弦波时，我会在波形中得到一个非常周期性的中断。这种中断以记录信号的形式出现，试图达到 0 或静音。然后它继续正常。如图：

采样率 - 44.1 kHz：

采样率 - 48 kHz：

如您所见，在 48 kHz 采样率下，中断时间更长。我猜当我的 mcu 的编解码器数据进入 USB 时，我遇到了一些奇怪的问题。停用 USB 时我没有问题（基本上是编解码器输入 -> MCU -> 编解码器输出）。

以下是我如何计算从 Apple 的 USB 音频指南获得的帧长度（使用 44.1kHz 采样率和 24 比特率）：

#define AUDIO_POLL_INT     4
#define FRAME_BYTES        3
#define NUM_CHANNELS       STEREO

// Calculate the frame length
uint16_t frame_len = 44 (44.1kHz/1000 samples) * NUM_CHANNELS * FRAME_BYTES;
// Every 10 ms, calculate frame length with additional frame (only applies to 44.1kHz sample rate)
if (!(frame_pos % 9)) frame_len += (1 * NUM_CHANNELS * FRAME_BYTES)

// Increment frame position per usb call
frame_pos = (((frame_pos + 1) / 8) * (2 << (AUDIO_POLL_INT-1))) % 10;

到目前为止...我能想到的唯一导致此问题的原因是 USB 时钟和编解码器时钟之间的同步（USB 为 12 MHz，编解码器为 11.2896 MHz 或 12.288 MHz）。无论我尝试了多少框架“修复”，我似乎都无法摆脱它。如果公众同意这是一个时钟同步问题，我会更好地了解如何继续。

对此的任何帮助将不胜感激！如果需要，我会发布更多代码。谢谢

EDIT 结果是我在 Audacity 中以 44.1kHz 的采样率记录了 48kHz 的正弦波。我已经更改了 48 kHz 录音的图片以显示正确的采样录音。

EDIT2 所以我已经玩弄了我用来捕获编解码器输入的缓冲区的数量。上图中显示的输出是我使用 10 个缓冲区时的结果。

当我使用一个 44.1kHz 的缓冲区（周期性；每 45 毫秒发生一次）时，情况如下：

Answer 1

我没有任何微控制器知识，但有一些观察...

当我第一次看到这个时，我认为与时钟速率不匹配有关。在 44.1 kHz 处的衰减足够规律，它似乎只针对一个样本而衰减。下一个样本似乎也是没有丢失的样本，这意味着传入的数字数据速率无法跟上数字播放速率。缓冲区不足。

你的 48 kHz 录音很有趣。在这种情况下，零值是一些样本的近似值，并且波形在下潜到零之前和之后有点不稳定。这意味着更多在模拟方面的一些问题。不过，根据您所说的，这里没有模拟域音频……我的理论是，您的 48 kHz 录音并不是真正发生在低电平上的事情，而是将 44.1 kHz 重新采样到 48 kHz。

另外有趣的是，在 44.1 kHz 录音中存在丢失的丢失。

我认为了解辍学是否得到保证以及是否以准确的频率保证会很有用。我认为在这里确认整个信号路径也很好，并确保在您的测试中没有进行软件重新采样。