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为何高端音频应用要选择TI Burr-Brown音频ADC
文章来源:永阜康科技 更新时间:2019/11/29 9:54:00
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张代明 
姚红霞 
潘波 
张顺平 

不知不觉得我们对语音控制和交流有了更多的依赖,你是否和我一样也越来越习惯用语音和机器对话?语音控制可以提高汽车在行驶过程中的安全性,可以使消费类产品变得更智能和具有更多功能,随着语音交互逐渐成为日常生活中的一部分,高品频音频效果已然成为现代生活的一种追求。据统计,到2020年,有近500亿设备具有音频接口需求,如音箱、计算机、电视、移动设备、汽车音箱系统、耳机和会议系统,甚至包括冰箱、洗衣机、空调等等,说不定未来遥控器也会被语音控制取代,但前提是你的设备必须要具备高品质的音频效果。以音频应用在智能家居领域来说,目前有两大挑战,其一是在嘈杂的噪音环境中拾取目标声音,二是当目标音量源较小且噪音过大时,如何分辨目标声音?为解决上述所面临的挑战,TI近期发布了新型Burr-Brown音频ADC,支持比行业同类产品远4倍的远场语音采集。德州仪器音频产品市场工程师Abhi Muppiri先生表示,该器件-TLV320ADC5140可在嘈杂的环境中实现低失真录音,还可以在任何环境中进行远场高保真录音。

TLV320ADC5140优势和特点

TI官网显示,TLV320ADC5140所具有以下四大优势:

• 利用波束形成系统,在任何环境中都可以清晰地采集音频:TLV320ADC5140具有内置的120dB动态范围增强器(DRE)。在系统层面,即使在非常靠近音箱输出的情况下,DRE方案仍可在保持低失真录音的同时增强低音量音频信号。DRE还可以改善所有环境中的远场高保真录音。

• 优质麦克风提供了高品质的语音兼容性:TLV320ADC5140是首款完全支持超过106dB动态范围的最新高信噪比麦克风的ADC。

• 领先的集成支持多功能系统设计:TLV320ADC5140最多可支持麦克风输入的四个模拟通道或八个数字通道(或其组合)进行同步采样,从而确保了系统灵活性,另外还提供增益和相位校准等可编程功能,以均衡麦克风阵列失配。其他功能包括可编程增益放大器、高通滤波器、通道混合以及线性相位或超低延迟滤波器。

• 体积小,系统功耗低:TLV320ADC5140的内置功能可以帮助工程师减轻数字信号处理任务的负担,从而可以在不牺牲系统可靠性的情况下缩小设计体积。在48kHz时,每个通道的功耗仅为9.5mW。


德州仪器(TI)音频产品市场工程师Abhi Muppiri先生解读新型Burr-Brown™音频ADC产品

细说音频在智能家居中面临的挑战

与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,提供全方位的信息交互功能。但现有的智能家居系统面临着远场音频采集的挑战。

以智能音箱来说,当你与音箱距离较远,声音较小时,或者处在较复杂的环境下,语音交互效果便不尽理想。举个例子,在你的家里,有小朋友的嬉笑声,有厨房的锅碗瓢盆声,还有电视节目上播出的体育赛事声,各种噪音源交杂在一起,如何准确的识别声音信号呢?这便为行业带来了一定的挑战。

TI 深入了解市场对产品的需求,与一些领先的智能家居制造商密切联系。开发出具有独特特性的芯片,4倍的远场采集距离。TI华北区技术应用经理赵般多介绍说,他们在实验室的测试环境里,可以拾取到声源超过10米以上的距离。这意味着芯片本身就已经做到120dB的信噪比,同时在4×4毫米的尺寸里实现所有的功能,配合整套解决方案,效果更理想。进一步的讲该芯片可以解决人机距离远,声音源小所带来挑战,那TI又是如何做到的?Abhi 说,TLV320ADC5140在内部加了动态范围调节,动态范围可达106dB,当用户的声音非常小,动态范围增强器DRE系统就会接入,后端人为把信号放大,当然DRE的作用也不仅仅局限于信号放大。还可以清晰地录制包括声音命令和噪声信号,具有清晰的分辨能力,为后端的算法辨别带来较好的先决条件。

该芯片在高端麦克风上也发挥的淋漓尽致,数字、模拟麦克风通吃,数字麦克风通常来讲功耗小于模拟麦克风,但模拟麦克风的信噪比又好于数字麦克风。一些电池供电的产品,如摄像头,在通常情况下开启数字麦克风,一旦有人闯入,模拟麦克风被唤醒,录下高质量的音源。同时可以根据声音源判断位置,以便摄像头采取录像行动,如此为视频制造商提供更好的方案。


德州仪器(TI)华北区技术应用经理赵般多先生解读新型Burr-Brown™音频ADC产品

TI自2000年收购Burr-Brown以来,将其在音频领域的精髓和内涵一直延续至今,可提供整套的音频解决方案,甚至包括一些主动消音的算法。在HIFI领域,TI产品广泛应用到汽车、专业音箱、智能家居等环境中,TI致力于为用户提供专业的音频效果。2019年他们发布过一系列的产品,其一,TPA6304-Q1是四通道模拟输入,汽车Class-D音频放大器,微型3.3uH输出滤波电感,拥有系统成本与AB类相同的D类性能; 其二,TAS6421-Q1为数字输入单通道Class-D放大器,拥有2.1MH高频开关技术,可跨1、2或4通道扩展,占用空间相同;其三,OPA1656同样为一个音频运算放大器,可以提供非常好的噪声指标;以及今天发布的TLV320ADC5140。

人类对科技的革新从未停止,音频作为万物互联时代的一部分,需求量正在上升,随着各种智能产品的不断诞生,高品质的音频变得愈发重要。而正是因为先进的半导体技术方才使得从音频技术理念到成品的转换,TI作为一家全球化半导体设计与制造企业,也从未放弃对创新技术的开发。如Abhi 所讲,他们这款ADC扩大了TI Burr-Brown优质音频设备产品组合阵容(包括高性能D类放大器,数据转换器和运算放大器)。值得一提的是,该器件在行业有着领先的技术指标,还可以通过减少阵列中的麦克风数量来帮助工程师节省系统设计成本。

 
 
 
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