FireBeetle ESP32 · NS4168音频功放测试

NS4168 是一颗I2S 输入，2.5W 单声道音频功放，就是能将I2S的声音放大提供给喇叭使用。这次测试的是DFRobot 的FireBeetle 配合NS4168 工作。

NS4168 电路图如下：

PCB 设计如下：

左侧J1是留出的接口，右侧SPK1和SPK2是用于连接喇叭的接口，这里可以选择接入2.0间距或者2.54间距接口的喇叭：

NS4168	FireBeetle	功能
GND	地
CTRL	接入 3.3V	根据 DataSheet 这个是用于选择输出 I2S 信号中哪一个声道的。这里直接接入3.3V。CTRL 管脚电压为 0.9V~1.15V 时，选择左声道； CTRL 管脚电压为 1.5 V~VDD 时，选择右声道。小于0.4V 时关闭 NS4168。特别注意：这里如果接地或者悬空会导致喇叭没有声音。
LRCLK	IO15（WS）	I2S 左右声道帧时钟。用于切换左右声道的数据。LRCLK 为“1”表示正在传输的是右声道的数据，为“0”则表示正在传输的是左声道的数据，LRCLK 的频率等于采样频率。
BCLK	IO14（BCK）	串行时钟 BCLK 也叫位时钟, 是主机送出来的I2S时钟信号
SDAT	IO22（DATA OUT）	用二进制补码表示的音频数据
VCC	3.3V	供电

测试使用CArduino-audio-tools0.8.7版本，具体的引脚定义可以在 \libraries\arduino-audio-tools-0.8.7\src\AudioConfig.h 看到：

#define PWM_FREQENCY 30000
#define PIN_PWM_START 12
#define PIN_I2S_BCK 14
#define PIN_I2S_WS 15
#define PIN_I2S_DATA_IN 4

#define PIN_I2S_DATA_OUT 22
#define I2S_USE_APLL false
复制代码

代码位于\libraries\arduino-audio-tools-0.8.7\examples\examples-stream\streams-generator-i2s中，是通过I2S输出一个正弦波：

/**
 * @file streams-generator-i2s.ino
 * @author Phil Schatzmann
 * @brief see https://github.com/pschatzmann/arduino-audio-tools/blob/main/examples/examples-stream/streams-generator-i2s/README.md 
 * @copyright GPLv3
 */
 
#include "AudioTools.h"

uint16_t sample_rate=44100;
uint8_t channels = 2;                                      // The stream will have 2 channels 
SineWaveGenerator<int16_t> sineWave(32000);                // subclass of SoundGenerator with max amplitude of 32000
GeneratedSoundStream<int16_t> sound(sineWave);             // Stream generated from sine wave
I2SStream out; 
StreamCopy copier(out, sound);                             // copies sound into i2s

// Arduino Setup
void setup(void) {  
  // Open Serial 
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial);
  AudioLogger::instance().begin(Serial, AudioLogger::Info);

  // start I2S
  Serial.println("starting I2S...");
  auto config = out.defaultConfig(TX_MODE);
  config.sample_rate = sample_rate; 
  config.channels = channels;
  config.bits_per_sample = 16;
  out.begin(config);

  // Setup sine wave
  sineWave.begin(channels, sample_rate, N_B4);
  Serial.println("started...");
}

// Arduino loop - copy sound to out 
void loop() {
  copier.copy();
}  
复制代码

测试的工作视频在下面可以看到

使用 FireBeetle ESP32 测试NS4168