未來十年左右，研究人員和歷史學(xué)家在回顧今天的音頻市場(chǎng)時(shí)，可能會(huì)將其描述成為一個(gè)創(chuàng)新的黃金時(shí)代。音頻技術(shù)從未像今天這樣發(fā)展如此迅速地發(fā)展，并且應(yīng)用領(lǐng)域如此廣泛。先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)正在把娛樂、信息、通信和系統(tǒng)控制服務(wù)帶入家庭、企業(yè)、汽車和其他眾多場(chǎng)所。尤其當(dāng)下人工智能技術(shù)發(fā)展迅速,語音交互成為當(dāng)下最流行的交互方式,智能音箱正在掀起一股新的技術(shù)革新浪潮。
據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，至2020年，將有大約500億設(shè)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(diào)、洗衣機(jī)等家電中。以前人們更習(xí)慣用搖控器遙控或者操作按鍵，將來語音控制會(huì)發(fā)揮更大的作用。
但目前市場(chǎng)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(yuǎn)，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(huì)做出令人啼笑皆非的反應(yīng)。正因如此，采樣的質(zhì)量才無比重要。
為了解決遠(yuǎn)距離和噪聲問題，近日，德州儀器(TI)(以下簡(jiǎn)稱“ TI ”)發(fā)布新型Burr-Brown?音頻ADC TLV320ADC5140。據(jù)悉它能夠在比行業(yè)同類產(chǎn)品遠(yuǎn)4倍的距離以外采集到清晰的語音。同時(shí)，它是首款完全支持超過106dB動(dòng)態(tài)范圍的最新高信噪比麥克風(fēng)的ADC，而在開啟動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器(DRE)后可達(dá)到120dB。在媒體發(fā)布會(huì)上，德州儀器音頻產(chǎn)品市場(chǎng)工程師Abhi Muppiri、德州儀器華北區(qū)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理趙般多，現(xiàn)場(chǎng)為記者們解析了這款音頻ADC背后的真正實(shí)力。
無懼遠(yuǎn)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(chǎn)模擬器件。在收購Burr Brown以后，TI一直延續(xù)著這個(gè)品牌的精髓和內(nèi)涵，在音頻上保持獨(dú)特的技術(shù)和發(fā)展的方向。Burr Brown品牌從DA、AD到HIFI等擁有優(yōu)質(zhì)的音頻設(shè)備產(chǎn)品組合陣容，包括高性能D類放大器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器。在整個(gè)HIFI的領(lǐng)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(chǎng)。
今年以來，TI發(fā)布了一系列的產(chǎn)品，面向汽車應(yīng)用的TPA6304-Q1和TAS6421-Q1，面向?qū)I(yè)音箱應(yīng)用的OPA1656以及面向智能家居應(yīng)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(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)面臨著遠(yuǎn)場(chǎng)音頻采集和環(huán)境嘈雜兩大挑戰(zhàn)。由于麥克風(fēng)數(shù)量有限且信號(hào)處理能力受限，現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)品遠(yuǎn)4倍的遠(yuǎn)場(chǎng)語音采集，同時(shí)是首款完全支持超過106dB動(dòng)態(tài)范圍的最新高信噪比麥克風(fēng)的ADC?！盇bhi Muppiri介紹道。
之所以能夠遠(yuǎn)距離采樣相關(guān)語音命令，正是得益于這款產(chǎn)品的120dB動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器(DRE)。在系統(tǒng)層面，即使在非常靠近音箱輸出的情況下，DRE方案仍可在保持低失真錄音的同時(shí)增強(qiáng)低音量音頻信號(hào)。DRE還可以改善所有環(huán)境中的遠(yuǎn)場(chǎng)高保真錄音。
數(shù)字、模擬麥克風(fēng)多重搭配
此外，麥克風(fēng)目前擁有數(shù)字型和模擬型兩種，在外圍適配方面，Abhi Muppiri為大家進(jìn)行了深入解讀?！霸谥悄軋?chǎng)景應(yīng)用之前，麥克風(fēng)的性能并不高。2018年之后，越來越多新的麥克風(fēng)應(yīng)對(duì)智能家居的場(chǎng)景，范圍也越來越寬，我們是第一個(gè)能夠把麥克風(fēng)的特性全部發(fā)揮出來的?！彼f道。
據(jù)悉，TLV320ADC5140最多可對(duì)麥克風(fēng)輸入的四個(gè)模擬通道或八個(gè)數(shù)字通道(或其組合)進(jìn)行同步采樣，從而確保了系統(tǒng)靈活性，提供了可以同時(shí)驗(yàn)證數(shù)字和模擬麥克風(fēng)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(shù)字麥克風(fēng)和信噪比較好的模擬麥克風(fēng)可以隨意組合，比如在攝像頭應(yīng)用上，需要功耗較小的數(shù)字麥克風(fēng)常開，一旦有人進(jìn)入畫面，它可以通過喚醒機(jī)制打開模擬麥克風(fēng)，錄制更高質(zhì)量的音源;亦可以同時(shí)做出位置判斷，將攝像頭轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置進(jìn)行視頻采集，這樣的機(jī)制為視頻廠商提供了更優(yōu)的解決方案。
這款產(chǎn)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(zhǔn)確采樣。并提供尺寸為4mmx4mm、24引腳超薄型無引線(WQFN)封裝，內(nèi)置功能可以幫助工程師減輕數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)的負(fù)擔(dān)，從而可以在不犧牲系統(tǒng)可靠性的情況下縮小設(shè)計(jì)體積。在48kHz時(shí)，每個(gè)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(chǎn)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(duì)TI的影響。Abhi Muppiri認(rèn)為，他們大都是主平臺(tái)處理芯片。這就需要外圍的模擬的高清的芯片助力主平臺(tái)優(yōu)化。這是互補(bǔ)、互助的關(guān)系,定義芯片時(shí)不只是供給智能音箱,TI希望在各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景中做到相應(yīng)的適配。
還有記者問到TI在中國市場(chǎng)的計(jì)劃。Abhi Muppiri表示，相較于歐美和日本，智能家居中國處于領(lǐng)先水平，除了智能音箱以外，電視、冰箱、空調(diào)均在向語音交互方面發(fā)展。目前TI在中國已與許多領(lǐng)先家電廠商合作，并推行語音交互方面發(fā)展的計(jì)劃。
“目前看到的產(chǎn)品里有語音交互的控制那可能才是一個(gè)開始，相信在不久的將來，會(huì)有越來越多這樣的產(chǎn)品在市場(chǎng)中看到?！?Abhi Muppiri說道。
