未來十年左右，研究人員和歷史學家在回顧今天的音頻市場時，可能會將其描述成為一個創(chuàng)新的黃金時代。音頻技術從未像今天這樣發(fā)展如此迅速地發(fā)展，并且應用領域如此廣泛。先進的數字技術正在把娛樂、信息、通信和系統(tǒng)控制服務帶入家庭、企業(yè)、汽車和其他眾多場所。尤其當下人工智能技術發(fā)展迅速,語音交互成為當下最流行的交互方式,智能音箱正在掀起一股新的技術革新浪潮。
據市場統(tǒng)計數據顯示，至2020年，將有大約500億設備擁有音頻接口的需求，廣泛用于智能音箱、智能汽車甚至冰箱、空調、洗衣機等家電中。以前人們更習慣用搖控器遙控或者操作按鍵，將來語音控制會發(fā)揮更大的作用。
但目前市場上的智能音箱在語音控制上并不十分“靈敏”。很多人有過這樣的使用感受：如果離智能音箱較遠，或環(huán)境中噪音較大，發(fā)出的指令往往被誤解，甚至智能音箱會做出令人啼笑皆非的反應。正因如此，采樣的質量才無比重要。
為了解決遠距離和噪聲問題，近日，德州儀器(TI)(以下簡稱“ TI ”)發(fā)布新型Burr-Brown?音頻ADC TLV320ADC5140。據悉它能夠在比行業(yè)同類產品遠4倍的距離以外采集到清晰的語音。同時，它是首款完全支持超過106dB動態(tài)范圍的最新高信噪比麥克風的ADC，而在開啟動態(tài)范圍增強器(DRE)后可達到120dB。在媒體發(fā)布會上，德州儀器音頻產品市場工程師Abhi Muppiri、德州儀器華北區(qū)技術應用經理趙般多，現場為記者們解析了這款音頻ADC背后的真正實力。
無懼遠距離和嘈雜環(huán)境的新品
Burr-Brown是一家老牌的模擬集成電路制造公司，成立于1956年，于2000年被德州儀器公司收購，納入其下的高性能模擬器件部門，專門從事生產模擬器件。在收購Burr Brown以后，TI一直延續(xù)著這個品牌的精髓和內涵，在音頻上保持獨特的技術和發(fā)展的方向。Burr Brown品牌從DA、AD到HIFI等擁有優(yōu)質的音頻設備產品組合陣容，包括高性能D類放大器，數據轉換器和運算放大器。在整個HIFI的領域里，TI音頻創(chuàng)新主要面向汽車、專業(yè)音箱和智能家居三大市場。
今年以來，TI發(fā)布了一系列的產品，面向汽車應用的TPA6304-Q1和TAS6421-Q1，面向專業(yè)音箱應用的OPA1656以及面向智能家居應用的TLV320ADC5140。尤其是TLV320ADC5140的問世，讓人們不用再朝著智能音箱“大喊大叫”。
現有的智能家居系統(tǒng)面臨著遠場音頻采集和環(huán)境嘈雜兩大挑戰(zhàn)。由于麥克風數量有限且信號處理能力受限，現有的智能家居系統(tǒng)難以在嘈雜的環(huán)境中采集和理解語音命令。
“這款產品可拾取10米以上距離發(fā)出的聲音，擁有比行業(yè)同類產品遠4倍的遠場語音采集，同時是首款完全支持超過106dB動態(tài)范圍的最新高信噪比麥克風的ADC?！盇bhi Muppiri介紹道。
之所以能夠遠距離采樣相關語音命令，正是得益于這款產品的120dB動態(tài)范圍增強器(DRE)。在系統(tǒng)層面，即使在非?？拷粝漭敵龅那闆r下，DRE方案仍可在保持低失真錄音的同時增強低音量音頻信號。DRE還可以改善所有環(huán)境中的遠場高保真錄音。
數字、模擬麥克風多重搭配
此外，麥克風目前擁有數字型和模擬型兩種，在外圍適配方面，Abhi Muppiri為大家進行了深入解讀?！霸谥悄軋鼍皯弥埃溈孙L的性能并不高。2018年之后，越來越多新的麥克風應對智能家居的場景，范圍也越來越寬，我們是第一個能夠把麥克風的特性全部發(fā)揮出來的?！彼f道。
據悉，TLV320ADC5140最多可對麥克風輸入的四個模擬通道或八個數字通道(或其組合)進行同步采樣，從而確保了系統(tǒng)靈活性，提供了可以同時驗證數字和模擬麥克風的效果，為工程師提供最優(yōu)的研發(fā)方向。
在這款芯片下，功耗較小的數字麥克風和信噪比較好的模擬麥克風可以隨意組合，比如在攝像頭應用上，需要功耗較小的數字麥克風常開，一旦有人進入畫面，它可以通過喚醒機制打開模擬麥克風，錄制更高質量的音源;亦可以同時做出位置判斷，將攝像頭轉到相應位置進行視頻采集，這樣的機制為視頻廠商提供了更優(yōu)的解決方案。
這款產品還包括了可編程增益放大器、高通濾波器、通道混合以及線性相位或超低延遲濾波器功能，因此即使處于嘈雜環(huán)境也可準確采樣。并提供尺寸為4mmx4mm、24引腳超薄型無引線(WQFN)封裝，內置功能可以幫助工程師減輕數字信號處理任務的負擔，從而可以在不犧牲系統(tǒng)可靠性的情況下縮小設計體積。在48kHz時，每個通道的功耗僅為9.5mW，非常適用于目前追求小型化的電子產業(yè)。
未來的戰(zhàn)略
在交流環(huán)節(jié)，有記者提到其他智能音箱廠商開發(fā)芯片對TI的影響。Abhi Muppiri認為，他們大都是主平臺處理芯片。這就需要外圍的模擬的高清的芯片助力主平臺優(yōu)化。這是互補、互助的關系,定義芯片時不只是供給智能音箱,TI希望在各種不同的應用場景中做到相應的適配。
還有記者問到TI在中國市場的計劃。Abhi Muppiri表示，相較于歐美和日本，智能家居中國處于領先水平，除了智能音箱以外，電視、冰箱、空調均在向語音交互方面發(fā)展。目前TI在中國已與許多領先家電廠商合作，并推行語音交互方面發(fā)展的計劃。
“目前看到的產品里有語音交互的控制那可能才是一個開始，相信在不久的將來，會有越來越多這樣的產品在市場中看到?！?Abhi Muppiri說道。
