黨慶昆
TI 高級模擬應(yīng)用工程師
14年行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，專注音頻產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計，TI高級模擬應(yīng)用工程師，為您解析音頻芯片領(lǐng)域的新技術(shù)和最熱門的音頻解決方案。
在開始回答網(wǎng)友們的問題之前，我先總結(jié)一下兩個經(jīng)常被提及的問題：
1）選擇方案應(yīng)該重點關(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)？
簡單講，因為藍(lán)牙音箱都比較小，所以要求沒有很高，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長和充電速度。到終端客戶，往往需要用更形象的指標(biāo)來描述，比如適用于多大空間，或者多遠(yuǎn)距離可以聽。其他的效果主要在主觀評介。很少有產(chǎn)品把自己的客觀指標(biāo)作為宣傳點來告知終端用戶。所以市場上很低端的低價藍(lán)牙音箱則只關(guān)心功率。這種音箱通俗來講就是“聽個響”。影響到聽音體驗和使用體驗的指標(biāo)一般都沒有測量。
而追求品質(zhì)的產(chǎn)品，都對影響聲音和電池使用時長的基本指標(biāo)做設(shè)計保證和質(zhì)量管控。另外，指標(biāo)也是相對靜態(tài)的數(shù)字，因為測試信號是相對穩(wěn)定的，而音樂和音頻是復(fù)雜變化和大動態(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，客觀指標(biāo)是基礎(chǔ)。這些指標(biāo)有時候是相互制約的，所以一般要根據(jù)自己需要的產(chǎn)品的特點，選擇合適的芯片和設(shè)計。
二、主流藍(lán)牙音箱方案有哪些？
主流藍(lán)牙音箱的方案來說，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. 因為是H類的功放（就是功放的升壓電壓會隨著輸入信號而調(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。
這幾個功放的性能都很好，因為是閉環(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，所以內(nèi)阻都很小。
數(shù)字輸入的功放也用的非常廣泛，而且有更高級的音頻處理。
普通聲音處理的數(shù)字輸入功放，一般來說，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，增強功能的多段DRC，低音增強，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，這種算法對喇叭進(jìn)行建模，播放音樂的時候，實時預(yù)測喇叭的狀態(tài)，對震動幅度和溫度進(jìn)行實時 的控制，避免喇叭損壞，在這個基礎(chǔ)上面，喇叭的瞬時功率可以輕松達(dá)到額定功率的3倍以上，喇叭的功率越大短時間峰值可以達(dá)到的功率越大，這樣就可以實現(xiàn)傳 統(tǒng)算法無法實現(xiàn)的很好的低音效果和更高的響度，彌補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)更會推出不需要輸出電感的產(chǎn)品。
這里的EQ實際上是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)品化縮短開發(fā)時間，在及時使用新產(chǎn)品新技術(shù)的同事減少出錯的機(jī)會。
1. 問：在雙節(jié)藍(lán)牙音箱中實現(xiàn)充電五分鐘，聽歌兩小時，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，其播放時間 T=16280mW·h/1.5W=10H。
因此，兩小時的音樂播放的功耗為 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：音響發(fā)燒友追求的“發(fā)燒運放”到底好在哪？就我所了解的，從運放的專業(yè)角度看運放的技術(shù)指標(biāo)，那些被認(rèn)為非常好的運放的指標(biāo)并沒有現(xiàn)在的一些優(yōu)秀的音頻運放的指標(biāo)那么好。究竟這些“發(fā)燒運放”是真好嗎？還是被市場炒起來的呢？
答：其實有一個非常重要的問題是，主觀性。人比較喜歡自己常聽的聲音，特別是在差距不大的時候。所以在客觀指標(biāo)到達(dá)一定的程度之后，往往需要對比。另外客觀指標(biāo)來講，指標(biāo)的測量是相對靜態(tài)的，比如固定的幅度或者固定的頻率的測試信號。和音樂的動態(tài)是有差異的。諧波成分的差異和非常微小的低噪會造成主觀聽感較大的差別。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)計關(guān)系很大。TI也有很多新的非常好的音頻運放，比如OPA728。
3. 問：可否推薦一下音頻的消噪方案？
答：對常駐噪聲，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來處理。ANC現(xiàn)在官方不支持。
4. 問：為什么現(xiàn)在很多智能產(chǎn)品的信號傳輸都采用2.4GHz的模塊芯片呢？它的優(yōu)勢是什么？沒有其他的頻段可以發(fā)代替嗎？
答：民用free band,便于實現(xiàn)，成本低，5G是當(dāng)前開始廣泛使用的另一個頻段。
5. 問：藍(lán)牙音箱設(shè)計中，如何選擇合適的充電芯片和DC芯片，避免PA過流掉電保護(hù)？
答：你說的這種，主要因為電源承載能力不夠或者瞬態(tài)不夠造成的，所以在設(shè)計的時候設(shè)計足夠多的余量。另外使用功放的PLIMIT功能。
6. 問：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：智能音響、電視等智能應(yīng)用的語音識別需要外加幾個codec？codec型號是？需要用幾路MIC？
答：2到4片TLV320ADC3101。一般是4到8路MIC。
8. 問：TAS5782M對喇叭有什么要求？
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：TI是否有成熟的用于智能音響的語音識別的多MIC語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：無線耳機(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：無線耳機(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：如果Soundbar和移動電源功能結(jié)合，TI 有類似的方案嗎？
答：其實直接用的整體方案，TI還比較少，但是可以組合起來用的。一般藍(lán)牙音箱和移動電源結(jié)合。Soundbar因為體積大，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：Soundbar支持幾種輸入？
答： 一般來說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：TPA3136D2對于開關(guān)頻率是如何設(shè)置的？閉環(huán)反饋如何設(shè)計？
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LC濾波然后增加反饋，一般沒有必要。
16. 問：如何優(yōu)化無線傳輸音頻信號的音質(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，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：總是聽說藍(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)計有些問題呢？
答：主要是國內(nèi)比較流行低端產(chǎn)品造成的。從頭到尾都要節(jié)省成本所以都會有點問題，音質(zhì)就沒辦法做好。就是便宜。有些品牌的做的要好一些但是品牌溢價又比較多。
18. 問：利用藍(lán)牙傳輸?shù)臅r候如何確保信號不中斷，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之后會更好，一般軟件沒問題的話主要是硬件提高靈敏度。
19. 問：Soundbar 內(nèi)置無線發(fā)射器 能做到多遠(yuǎn)？
答：一般是20米以內(nèi)，因為是2.4G的，在有人遮擋的時候還要重傳。
20. 問：在進(jìn)行語音識別時，是否必須要聯(lián)網(wǎng)，能否可以使用離線數(shù)據(jù)，TI的方案有沒有較好方案？
答：需要聯(lián)網(wǎng)。TI方案的優(yōu)點是，提供了一定的本地化的語音識別，所以有些命令不必聯(lián)網(wǎng)，所以在不能聯(lián)網(wǎng)的時候也能完成一些基本操作。 |
