TI德州儀器：提升智能音箱的創(chuàng)新設(shè)計(jì)把握下一個(gè)市場機(jī)遇！-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯TI德州儀器：提升智能音箱的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，把握下一個(gè)市場機(jī)遇！-設(shè)計(jì)應(yīng)用智能音箱行業(yè)的競爭愈發(fā)激烈，各大制造商都在爭相開發(fā)功能更強(qiáng)大、使用更方便的產(chǎn)品。當(dāng)今的智能音箱擁有語音交互、人工智能、智能家居控制及多媒體播放等豐富的功能。要在競爭中占據(jù)先機(jī)，智能音箱的設(shè)計(jì)必須在總體系統(tǒng)成本、電池續(xù)航能力、熱效應(yīng)、回聲消除和音質(zhì)方面具備優(yōu)勢?？傮w系統(tǒng)成本降低系統(tǒng)成本是整個(gè)智能家居行業(yè)的重中之重。在智能音箱設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員有可能做到的是通過音頻放大器降低系統(tǒng)成本。德州儀器（TI）的音頻設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并未犧牲音質(zhì)表現(xiàn)來換取系統(tǒng)成本，而是另辟蹊徑，圍繞音頻放大器開發(fā)了一系列解決方案，可在提升性能的同時(shí)降低系統(tǒng)成本。例如，針對(duì)10W以下的音頻系統(tǒng)，TI電磁干擾抑制技術(shù)用鐵氧體磁珠取代了電感器。4個(gè)電感器的平均成本為0.16美元，而4個(gè)鐵氧體磁珠的平均成本僅為0.04美元。這樣，僅這一項(xiàng)，設(shè)計(jì)人員就可在一個(gè)雙聲道系統(tǒng)中平均節(jié)約0.12美元。電池續(xù)航能力和熱效應(yīng)小尺寸電池可以使智能音箱更小巧、更輕、更便攜。而更高的效率和優(yōu)化的熱效應(yīng)，不僅有助于減小電池尺寸，還可以保持電池的續(xù)航能力。麥克風(fēng)和片上系統(tǒng)（SoC）是主要的耗電組件，但它們需要持續(xù)聽取指令。因此，要降低待機(jī)功率和熱耗散，設(shè)計(jì)人員必須從其它方面著手。。從音頻放大器著手是其中一個(gè)理想選擇，因?yàn)槌齋oC外，它的待機(jī)功耗，熱耗散也。要降低待機(jī)功耗，運(yùn)用混合調(diào)制模塊音頻放大器可調(diào)整輸出脈沖寬度調(diào)制的工作周期，控制從電感器到音箱的電流，從而減少50%的閑置電流。這樣，便可以降低總體功耗，優(yōu)化熱耗散，終無需增加電池尺寸即可延長電池的續(xù)航時(shí)間。回聲消除語音識(shí)別的準(zhǔn)確性會(huì)影響虛擬助手的性能，也是智能音箱性能的一個(gè)重要指標(biāo)。其中的一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是，麥克風(fēng)會(huì)拾取各種各樣的環(huán)境噪聲，包括其它電器、人員對(duì)話，甚至是智能音箱正在播放的音樂。為了過濾環(huán)境噪聲，更準(zhǔn)確地識(shí)別用戶的語音命令，智能音箱應(yīng)配置多個(gè)麥克風(fēng)，并采用綜合技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的語音識(shí)別。其中一項(xiàng)技術(shù)就是回聲消除，它可以識(shí)別播放中音樂的數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)從麥克風(fēng)輸入中去除。回聲消除以數(shù)字化方式消除一切背景噪聲，包括音樂。為了更好地濾除環(huán)境噪聲，帶有回聲消除功能的音頻放大器有一個(gè)SDOUT（電子聲音輸出）信號(hào)。如圖1所示，SDOUT信號(hào)饋入SoC，濾除麥克風(fēng)收到的音樂信號(hào)。音頻/視頻SoCD類數(shù)字音頻放大器DSP數(shù)字到PWMH橋12S/TDMI2CSDOUT

高音質(zhì)智能音箱的設(shè)計(jì)小巧美觀。但尺寸小了，音頻輸出功率也會(huì)減小。具備良好音箱保護(hù)功能的放大器可在無損音質(zhì)的情況下增大音箱的音量輸出。利用算法和模型，音箱保護(hù)放大器可分析輸入的音樂信號(hào)，然后提供5倍于音箱額定功率的峰值輸出功率，終實(shí)現(xiàn)兩到三倍的輸出音量放大效果，而且不會(huì)影響音箱的音效。如此一來，外形小巧的智能音箱也能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音效。下一個(gè)機(jī)遇是什么？除了在傳統(tǒng)音箱中加入語音互動(dòng)功能之外，智能音箱市場的另一個(gè)關(guān)注重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)高保真聲音。盡管目前市場上的大部分藍(lán)牙（Bluetooth?）音箱都不具備語音識(shí)別或語音交互功能，但在不久的將來，藍(lán)牙加上語音識(shí)別、語音交互將成為市場標(biāo)配。自帶電池的便攜式智能音箱，需要實(shí)現(xiàn)具有和線路供電音箱同等的功率，這將成為智能音箱設(shè)計(jì)的下一個(gè)機(jī)遇。在過去的10年里，音箱設(shè)計(jì)已從大型、家用型慢慢向更小巧便攜、更智能的個(gè)人應(yīng)用演變，在這個(gè)過程中，德州儀器提供了大量的技術(shù)和系統(tǒng)解決方案，以實(shí)現(xiàn)智能音箱更長的續(xù)航時(shí)間、更好的