黨慶昆
TI 高級(jí)模擬應(yīng)用工程師
14年行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)注音頻產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，TI高級(jí)模擬應(yīng)用工程師，為您解析音頻芯片領(lǐng)域的新技術(shù)和最熱門(mén)的音頻解決方案。
在開(kāi)始回答網(wǎng)友們的問(wèn)題之前，我先總結(jié)一下兩個(gè)經(jīng)常被提及的問(wèn)題：
1）選擇方案應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注哪些指標(biāo)？
2）目前主流的藍(lán)牙音箱使用方案有哪些？
一、關(guān)注哪些指標(biāo)？
簡(jiǎn)單講，因?yàn)樗{(lán)牙音箱都比較小，所以要求沒(méi)有很高，需要注意的都是最基本的音頻指標(biāo)，比如功率，效率，頻響和失真度。
其他方面就是電池的播放時(shí)長(zhǎng)和充電速度。到終端客戶(hù)，往往需要用更形象的指標(biāo)來(lái)描述，比如適用于多大空間，或者多遠(yuǎn)距離可以聽(tīng)。其他的效果主要在主觀評(píng)介。很少有產(chǎn)品把自己的客觀指標(biāo)作為宣傳點(diǎn)來(lái)告知終端用戶(hù)。所以市場(chǎng)上很低端的低價(jià)藍(lán)牙音箱則只關(guān)心功率。這種音箱通俗來(lái)講就是“聽(tīng)個(gè)響”。影響到聽(tīng)音體驗(yàn)和使用體驗(yàn)的指標(biāo)一般都沒(méi)有測(cè)量。
而追求品質(zhì)的產(chǎn)品，都對(duì)影響聲音和電池使用時(shí)長(zhǎng)的基本指標(biāo)做設(shè)計(jì)保證和質(zhì)量管控。另外，指標(biāo)也是相對(duì)靜態(tài)的數(shù)字，因?yàn)闇y(cè)試信號(hào)是相對(duì)穩(wěn)定的，而音樂(lè)和音頻是復(fù)雜變化和大動(dòng)態(tài)的，所以同樣的指標(biāo)，并不意味著有同樣的主觀表現(xiàn)。只能說(shuō)，客觀指標(biāo)是基礎(chǔ)。這些指標(biāo)有時(shí)候是相互制約的，所以一般要根據(jù)自己需要的產(chǎn)品的特點(diǎn)，選擇合適的芯片和設(shè)計(jì)。
二、主流藍(lán)牙音箱方案有哪些？
主流藍(lán)牙音箱的方案來(lái)說(shuō)，一般藍(lán)牙音箱的功率都小于10W, 一般是3~6W之間。
小功率的單聲道藍(lán)牙音箱，主要使用LM48511, 自帶升壓部分，4歐姆喇叭的話可以到5.4W 1% THD+n. 因?yàn)槭荋類(lèi)的功放（就是功放的升壓電壓會(huì)隨著輸入信號(hào)而調(diào)整），所以效率很高。
中、大功率的，比如5W到10W的藍(lán)牙音箱，單聲道或者雙聲道，一般用TPA3130D2, TPA3118D2, TPA3128D2做功放，而DAC和處理一般用PCM5121，PCM5101或者TLV320AIC3254. PCM5121和TLV320AIC3254都是內(nèi)部有miniDSP, 可以做一些聲音處理，包括基本的EQ等。
這幾個(gè)功放的性能都很好，因?yàn)槭情]環(huán)反饋的，TPA3130D2是QFN封裝的體積比較小，TPA3128是混合輸出模式的的，靜態(tài)電流很小，有助于提高系統(tǒng)效率。TPA3130D2是15W每聲道的雙聲道功放，TPA3118D2/TPA3128D2是30W每聲道的雙聲道功放，所以?xún)?nèi)阻都很小。
數(shù)字輸入的功放也用的非常廣泛，而且有更高級(jí)的音頻處理。
普通聲音處理的數(shù)字輸入功放，一般來(lái)說(shuō)，都具有多段EQ (5 bands to 10 bands)和1到3段DRC (按照頻率分段），失真度控制等功能。藍(lán)牙音箱用的比較多的比如TAS5711, 支持2.1輸出組合，TAS5709/TAS5715這樣的，支持2段DRC等等。
還有一些數(shù)字輸入功放具有更強(qiáng)大的聲音處理功能，內(nèi)置了 miniDSP和RAM/ROM, 比如TAS5756M/TAS5754M, 我們提供了一些預(yù)先做好的處理流程可以選擇使用，比如多達(dá)10段的EQ，增強(qiáng)功能的多段DRC，低音增強(qiáng)，自適應(yīng)EQ等。而更先進(jìn)的聲音處理，則是“智能 功放”，比如TAS5766M/TAS5782M/TAS2557M，這種算法對(duì)喇叭進(jìn)行建模，播放音樂(lè)的時(shí)候，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)喇叭的狀態(tài)，對(duì)震動(dòng)幅度和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí) 的控制，避免喇叭損壞，在這個(gè)基礎(chǔ)上面，喇叭的瞬時(shí)功率可以輕松達(dá)到額定功率的3倍以上，喇叭的功率越大短時(shí)間峰值可以達(dá)到的功率越大，這樣就可以實(shí)現(xiàn)傳 統(tǒng)算法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的很好的低音效果和更高的響度，彌補(bǔ)小口徑喇叭以及小音腔的不足。
另外我們還新推出了一些性比更高的數(shù)字輸入功放比如TAS5733L，TAS5753MD，有15段EQ和3段AGL，后續(xù)更會(huì)推出不需要輸出電感的產(chǎn)品。
這里的EQ實(shí)際上是BiQuad濾波器，就是不僅能做EQ，也可以做高通，低通，Notch, Bass/Treble shelf 等濾波器。
軟件工具上走向高度統(tǒng)一，就是熟悉了一個(gè)功放的使用，就可以很快的上手其他功放的使用和調(diào)試。便于快速產(chǎn)品化縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，在及時(shí)使用新產(chǎn)品新技術(shù)的同事減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。
1. 問(wèn)：在雙節(jié)藍(lán)牙音箱中實(shí)現(xiàn)充電五分鐘，聽(tīng)歌兩小時(shí)，最少需要多大的充電電流？（設(shè)定藍(lán)牙音箱的電池是2200mA/7.4V）
答：藍(lán)牙音箱的電池容量通常是7.4V*2200mA·h=16280mW·h。以10W藍(lán)牙音箱為例，其平均功率為1.5W左右，其播放時(shí)間 T=16280mW·h/1.5W=10H。
因此，兩小時(shí)的音樂(lè)播放的功耗為 W=1.5W*2H=3W·h。因此，需要在5分鐘內(nèi)充入3Wh的能量，因此其充電功率應(yīng)該為 P=3W·h / （5/60 h）=36W。因此充電電流應(yīng)該設(shè)置為 I=36W/7.4V=4.86A。TI 的充電IC，BQ24617/BQ25703A同步的控制器可滿足此需求。
2. 問(wèn)：音響發(fā)燒友追求的“發(fā)燒運(yùn)放”到底好在哪？就我所了解的，從運(yùn)放的專(zhuān)業(yè)角度看運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)，那些被認(rèn)為非常好的運(yùn)放的指標(biāo)并沒(méi)有現(xiàn)在的一些優(yōu)秀的音頻運(yùn)放的指標(biāo)那么好。究竟這些“發(fā)燒運(yùn)放”是真好嗎？還是被市場(chǎng)炒起來(lái)的呢？
答：其實(shí)有一個(gè)非常重要的問(wèn)題是，主觀性。人比較喜歡自己常聽(tīng)的聲音，特別是在差距不大的時(shí)候。所以在客觀指標(biāo)到達(dá)一定的程度之后，往往需要對(duì)比。另外客觀指標(biāo)來(lái)講，指標(biāo)的測(cè)量是相對(duì)靜態(tài)的，比如固定的幅度或者固定的頻率的測(cè)試信號(hào)。和音樂(lè)的動(dòng)態(tài)是有差異的。諧波成分的差異和非常微小的低噪會(huì)造成主觀聽(tīng)感較大的差別。諧波和電路結(jié)構(gòu)和制程相關(guān)。另外也與供電和外圍電路設(shè)計(jì)關(guān)系很大。TI也有很多新的非常好的音頻運(yùn)放，比如OPA728。
3. 問(wèn)：可否推薦一下音頻的消噪方案？
答：對(duì)常駐噪聲，比如風(fēng)聲\馬路噪聲等可以用TLV320AIC3254/TLV320AIC3256/TLV320AIC3262這樣的內(nèi)置DSP的codec來(lái)處理。ANC現(xiàn)在官方不支持。
4. 問(wèn)：為什么現(xiàn)在很多智能產(chǎn)品的信號(hào)傳輸都采用2.4GHz的模塊芯片呢？它的優(yōu)勢(shì)是什么？沒(méi)有其他的頻段可以發(fā)代替嗎？
答：民用free band,便于實(shí)現(xiàn)，成本低，5G是當(dāng)前開(kāi)始廣泛使用的另一個(gè)頻段。
5. 問(wèn)：藍(lán)牙音箱設(shè)計(jì)中，如何選擇合適的充電芯片和DC芯片，避免PA過(guò)流掉電保護(hù)？
答：你說(shuō)的這種，主要因?yàn)殡娫闯休d能力不夠或者瞬態(tài)不夠造成的，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)足夠多的余量。另外使用功放的PLIMIT功能。
6. 問(wèn)：現(xiàn)在很多音響都是追求體積更小，音質(zhì)更好，在這方面有什么好的設(shè)計(jì)和推薦？采用TI的那款芯片可以提高音質(zhì)和穩(wěn)定性呢？
答：主打推薦TAS5782M, TAS2557。
7. 問(wèn)：智能音響、電視等智能應(yīng)用的語(yǔ)音識(shí)別需要外加幾個(gè)codec？codec型號(hào)是？需要用幾路MIC？
答：2到4片TLV320ADC3101。一般是4到8路MIC。
8. 問(wèn)：TAS5782M對(duì)喇叭有什么要求？
答：如果用智能算法的話，一般是3歐姆到8歐姆，功率1W以上。
9. 問(wèn)：TI是否有成熟的用于智能音響的語(yǔ)音識(shí)別的多MIC語(yǔ)音采集和前置處理方案？
答：推薦采用TLV320ADC3101或者PCM1864, 消噪和陣列算法用DA10xx芯片。
10. 問(wèn)：無(wú)線耳機(jī)采用的哪款放大器？續(xù)航能力如何？
答：推薦采用TPA6141A2, 從效率來(lái)講，屬于很高的水平，續(xù)航能力主要取決于電池大小和耳機(jī)。
11. 問(wèn)：無(wú)線耳機(jī)在電池管理方面采用了哪些方案？
答：推薦采用BQ21040, BQ24040。
12. 目前TI的20W左右的兩進(jìn)一出的功放哪款比較常用？
答：推薦使用TPA3136D2。
13. 問(wèn)：如果Soundbar和移動(dòng)電源功能結(jié)合，TI 有類(lèi)似的方案嗎？
答：其實(shí)直接用的整體方案，TI還比較少，但是可以組合起來(lái)用的。一般藍(lán)牙音箱和移動(dòng)電源結(jié)合。Soundbar因?yàn)轶w積大，不便于攜帶。要想更好的藍(lán)牙音箱效果，可以用TAS5782M這種有特殊算法的芯片。
14. 問(wèn)：Soundbar支持幾種輸入？
答： 一般來(lái)說(shuō)HDMI,藍(lán)牙，光纖，同軸，模擬，3.5mm模擬，這六種，有的支持USB播放。
15. 問(wèn)：TPA3136D2對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率是如何設(shè)置的？閉環(huán)反饋如何設(shè)計(jì)？
答：50k，所以一般不必考慮調(diào)整頻率，不易干擾am。本身芯片就是閉環(huán)反饋，如果想要濾波器后反饋，可以改為L(zhǎng)C濾波然后增加反饋，一般沒(méi)有必要。
16. 問(wèn)：如何優(yōu)化無(wú)線傳輸音頻信號(hào)的音質(zhì)呢？
答：傳輸軟件什么往往改的余地不大，都是芯片廠商提供的，所以你能做的，可能就是優(yōu)化天線設(shè)計(jì)，減少噪聲，提高靈敏度。另外也要看功放部分的音質(zhì)，確定是哪部分產(chǎn)生的噪聲多。
17. 問(wèn)：總是聽(tīng)說(shuō)藍(lán)牙音響音質(zhì)不是特別好，是藍(lán)牙通信的速率限制、編碼解碼的原因，還是后面DA的輸出和功率放大器的設(shè)計(jì)有些問(wèn)題呢？
答：主要是國(guó)內(nèi)比較流行低端產(chǎn)品造成的。從頭到尾都要節(jié)省成本所以都會(huì)有點(diǎn)問(wèn)題，音質(zhì)就沒(méi)辦法做好。就是便宜。有些品牌的做的要好一些但是品牌溢價(jià)又比較多。
18. 問(wèn)：利用藍(lán)牙傳輸?shù)臅r(shí)候如何確保信號(hào)不中斷，提高穩(wěn)定性。藍(lán)牙傳輸距離一般是10米左右？
答：是10米左右，5.0之后會(huì)更好，一般軟件沒(méi)問(wèn)題的話主要是硬件提高靈敏度。
19. 問(wèn)：Soundbar 內(nèi)置無(wú)線發(fā)射器 能做到多遠(yuǎn)？
答：一般是20米以?xún)?nèi)，因?yàn)槭?.4G的，在有人遮擋的時(shí)候還要重傳。
20. 問(wèn)：在進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別時(shí)，是否必須要聯(lián)網(wǎng)，能否可以使用離線數(shù)據(jù)，TI的方案有沒(méi)有較好方案？
答：需要聯(lián)網(wǎng)。TI方案的優(yōu)點(diǎn)是，提供了一定的本地化的語(yǔ)音識(shí)別，所以有些命令不必聯(lián)網(wǎng)，所以在不能聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候也能完成一些基本操作。 |
