機器人可大致分為產(chǎn)業(yè)用機器人與業(yè)務/服務機器人。產(chǎn)業(yè)用機器人，如組裝機器人、焊接機器人等，已經(jīng)在FA工廠中運用了很長的一段時間，但近年來，業(yè)務及服務機器人得到了迅速發(fā)展。在世界范圍內，AI揚聲器（智能揚聲器）等對話性機器人的發(fā)展尤為活躍，各類型號的家庭用服務機器人相繼出現(xiàn)。
搭載AI助理功能的對話型機器人
對話型機器人AI揚聲器的界面為人的聲音。在不需要進行觸控屏或鍵盤等的情況下，麥克風采集人的聲音，然后發(fā)送到云端，由AI（人工智能）識別，提供各種服務，例如音樂播放、提供新聞等信息、互聯(lián)網(wǎng)搜索、購物和家電操作等等。AI的深度學習也使其能夠以簡單的聊天形式與用戶交流。
說話者在遠處說話時，固定使用的AI揚聲器需要對該方向進行檢測，并將其與周圍的噪聲區(qū)分開來。為此，AI揚聲器搭載了多個麥克風，以根據(jù)到達的聲音的時間差和強度來識別說話者的方向，同時通過降噪技術，針對來自多個方向的環(huán)境噪聲，消除其中的噪聲成分。除了麥克風以外，放大器和揚聲器也很重要。這是因為，隨著AI揚聲器的普及，人們開始對與音頻設備相媲美的高音質提出了要求。
用于AI揚聲器的D級放大器所面對的課題
AI揚聲器中的功率放大器使用一種稱為D級放大器（Class D amplifier）的數(shù)字放大器，這種放大器也用于驅動智能手機、平板電腦和筆記本電腦中的揚聲器。
D級放大器也被稱為開關放大器，使用帶有開關器件的PWM（脈沖調幅）技術，將音頻輸入信號轉換和放大為脈沖信號，然后再轉換回模擬信號，并通過揚聲器輸出。
與高端音頻設備中使用的模擬放大器相比，D級放大器體積更小，耗電量更低。然而，脈沖信號有許多諧波成分，如果不采取措施，連接它們和揚聲器的線路就會成為天線，并發(fā)出電磁噪聲。
為了抑制從揚聲器線路中發(fā)出的電磁噪聲，通常會在D級放大器的輸出段插入貼片磁珠作為噪聲濾波器。貼片磁珠是一種芯片元件，通過層壓工藝等方法在鐵氧體元件中形成線圈。貼片磁珠的阻抗由線圈的電抗成分和鐵氧體的電阻成分組成。在低頻范圍內，電抗成分的功能是反射和阻擋噪聲，而在高頻范圍內，鐵氧體電阻成分的功能是吸收噪聲并將其轉化為熱能。作為一種簡單而極其有效的EMC對策元件，被廣泛用于電子設備中。
鐵氧體在很大程度上決定了片狀磁珠的特性。由于揚聲器線路中電流相對較大，因此會使用具有高電阻成分的鐵氧體，但隨著輸出的增加，諧波噪聲成分會破壞音頻波形，導致音頻失真。普通的貼片磁珠難以同時兼顧消除輻射噪聲與確保音頻質量。
提升AI揚聲器音質的噪聲抑制濾波器
噪聲抑制濾波器VAF系列是面向輸出為2W～20W的AI揚聲器等音頻線的最佳產(chǎn)品。音頻線中音頻失真的程度一般以THD+N(Total Harmonic Distortion + Noise：全總諧波失真＋噪聲)這一數(shù)值表示，數(shù)值越小則表示音質越好。如下圖所示，片狀磁珠中，隨著輸出的提升，THD+N值會上升，但在噪聲抑制濾波器中則表現(xiàn)出與沒有濾波器狀態(tài)幾乎相同的特性，并未因插入而產(chǎn)生失真。從中可以看出，將片狀磁珠替換為噪聲抑制濾波器會對提升音質有著很大的效果。
組合使用LPF(低通濾波器)與貼片壓敏電阻實現(xiàn)有效解決方案
一般而言，在D級放大器額輸出段中，為了提取音頻輸出信號會插入LPF（低通濾波器）。在輸出較小的智能手機等設備中，不需要LPF的無濾波器方式為主流，但在AI揚聲器等設備中則需要LPF，而LPF的特性也會影響到音質。
噪聲抑制濾波器和LPF（VLS-AF系列）的組合可以有效地抑制AI揚聲器的輻射噪聲，如下圖所示，如果組合使用貼片壓敏電阻（AVR系列），將能夠取得更好的效果。貼片壓敏電阻可用于保護電路免受來自人體的ESD(靜電放電)等的影響，其主要用于電子設備中。除了在將侵入的ESD等旁通至地面的情況之外，主要發(fā)揮電容器的作用，因此通過在揚聲器線中組合使用，可進一步提升抑制輻射噪聲的效果。如對比圖所示，它能夠十分輕松地滿足CISPR CLASS B的限制值（家庭等使用的電子設備的輻射噪聲限制值）。
AI揚聲器正在演變成為伙伴機器人，這要求它需要具備與音頻設備相媲美的音質。 |
