增(zeng)添(tian)先(xian)進(jin)的(de)音(yin)頻(pin)功(gong)能(neng)是(shi)令(ling)人(ren)怯(qie)步(bu)的(de)艱(jian)巨(ju)工(gong)作(zuo)
，會(hui)使(shi)本(ben)已(yi)緊(jin)張(zhang)的(de)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)團(tuan)隊(dui)的(de)時(shi)間(jian)表(biao)變(bian)得(de)複(fu)雜(za)紛(fen)亂(luan)。在(zai)本(ben)篇(pian)博(bo)文(wen)中(zhong)，我(wo)將(jiang)探(tan)討(tao)與(yu)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)音(yin)頻(pin)設(she)計(ji)相(xiang)關(guan)的(de)四(si)大(da)挑(tiao)戰(zhan)和(he)如(ru)何(he)簡(jian)化(hua)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)的(de)方(fang)法(fa)。

 

1.難以定義項目要求。

 

您要從事的項目聽上去很簡單：讓rang這zhe件jian設she備bei講jiang話hua。但dan伴ban隨sui音yin頻pin輸shu出chu的de是shi許xu多duo設she計ji選xuan擇ze和he挑tiao戰zhan，從cong一yi眼yan看kan過guo去qu都dou非fei常chang近jin似si的de海hai量liang選xuan擇ze中zhong挑tiao選xuan出chu適shi合he的de放fang大da器qi
，不bu是shi一yi件jian容rong易yi的de事shi情qing。

 

為了簡化選擇放大器的過程

，TI 的交互式框圖針對特定智能家居應用提供組件方麵的建議。例如
，圖 1 顯(xian)示(shi)的(de)智(zhi)能(neng)揚(yang)聲(sheng)器(qi)框(kuang)圖(tu)，重(zhong)點(dian)介(jie)紹(shao)了(le)功(gong)能(neng)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)多(duo)種(zhong)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)的(de)音(yin)頻(pin)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)大(da)量(liang)揚(yang)聲(sheng)器(qi)放(fang)大(da)器(qi)。同(tong)一(yi)頁(ye)上(shang)的(de)音(yin)頻(pin)參(can)考(kao)設(she)計(ji)附(fu)帶(dai)可(ke)用(yong)作(zuo)項(xiang)目(mu)模(mo)板(ban)的(de)原(yuan)理(li)圖(tu)和(he)配(pei)套(tao)部(bu)分(fen)，既(ji)增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)級(ji)知(zhi)識(shi)，又(you)降(jiang)低(di)了(le)組(zu)件(jian)選(xuan)擇(ze)的(de)難(nan)度(du)。

 

 

TI kuangtushikaishishejidehenbangdediyibu，danshiyangshengqifangdaqidexuanzezuizhongjiangqujueyunindexiangmuyaoqiu。zuichangjiandezhinengjiajuchanpinyaoqiuzhongdeliangge，shigaoxiaolvhejianjieerzhongdianmingxideshebeigaiyaowenjian。

 

2.音頻輸出和先進功能會降低能源效率。

 

為(wei)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)設(she)備(bei)添(tian)加(jia)額(e)外(wai)功(gong)能(neng)會(hui)增(zeng)加(jia)功(gong)耗(hao)，音(yin)頻(pin)功(gong)能(neng)也(ye)會(hui)導(dao)致(zhi)這(zhe)樣(yang)的(de)結(jie)果(guo)。隨(sui)著(zhe)科(ke)技(ji)公(gong)司(si)不(bu)斷(duan)努(nu)力(li)開(kai)發(fa)綠(lv)色(se)環(huan)保(bao)技(ji)術(shu)和(he)政(zheng)府(fu)頒(ban)布(bu)有(you)關(guan)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)法(fa)規(gui)
，優(you)化(hua)下(xia)一(yi)代(dai)產(chan)品(pin)使(shi)其(qi)功(gong)耗(hao)不(bu)斷(duan)下(xia)降(jiang)就(jiu)變(bian)得(de)日(ri)益(yi)重(zhong)要(yao)了(le)。低(di)效(xiao)率(lv)的(de)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)是(shi)浪(lang)費(fei)功(gong)率(lv)和(he)降(jiang)低(di)用(yong)戶(hu)滿(man)意(yi)度(du)的(de)主(zhu)要(yao)元(yuan)凶(xiong)之(zhi)一(yi)，它(ta)增(zeng)加(jia)電(dian)費(fei)開(kai)支(zhi)
，還(hai)能(neng)更(geng)快(kuai)速(su)地(di)消(xiao)耗(hao)電(dian)池(chi)電(dian)能(neng)，甚(shen)至(zhi)使(shi)設(she)備(bei)發(fa)熱(re)。

 

音頻放大器不總是起到上述作用，但是在用戶需要反饋或通知時，它們則必須響應；想一想閑置模式下的安防攝像機或智能顯示屏，就會明白其中的道理。另一方麵，在開泳池派對時，藍牙® 揚聲器需要高效播放夏日樂單，這樣它的電池才能維持一整天。

 

為解決以智能家居為核心的應用問題，TI 最新的揚聲器放大器擁有了先進的內置功耗管理功能。這一專有的混合調製方案可將 >12-V 係統中的待機電流損耗降至最低
，同時采用音頻信號包絡跟蹤算法的板載 H 類升壓設置，能夠將電池供電係統的電池續航時間延長多達 40%。圖 2 說明了受算法控製的多步升壓，尤其是在播放音頻且增益較低的情況下，是如何顯著節約固定式 12V 電源軌的功耗的。

 

 

3.物理條件局限限製了音頻性能。

 

電子設備已經縮水為極簡潔的設計。家用設備小巧的外形從未給音頻功能留有餘地，這使得添加額外組件，比如放大器、數字信號處理器（DSP）、升壓轉換器和揚聲器，而又不增大總體尺寸成為一件困難的事情。

 

TI 的音頻團隊充分考慮了這些局限，把主要精力放在製作集成更多功能的放大器上，以便減少外部組件並優化音頻子係統占用的空間。

 

智能家居生態係統的核心是智能揚聲器，它的高品質音樂和虛擬輔助反饋對於博取高用戶滿意度至關重要。增添音頻 DSP 來產生高品質輸出
，亦同時增加了成本和印刷電路板（PCB）體積。TI 提(ti)供(gong)集(ji)成(cheng)了(le)處(chu)理(li)能(neng)力(li)的(de)音(yin)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)
，於(yu)是(shi)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)調(tiao)節(jie)揚(yang)聲(sheng)器(qi)輸(shu)出(chu)最(zui)清(qing)晰(xi)的(de)虛(xu)擬(ni)輔(fu)助(zhu)響(xiang)應(ying)和(he)最(zui)豐(feng)富(fu)的(de)音(yin)樂(le)體(ti)驗(yan)。外(wai)部(bu)回(hui)聲(sheng)消(xiao)除(chu)算(suan)法(fa)甚(shen)至(zhi)能(neng)夠(gou)利(li)用(yong)預(yu)處(chu)理(li)後(hou)的(de)信(xin)號(hao)，幫(bang)助(zhu)智(zhi)能(neng)揚(yang)聲(sheng)器(qi)更(geng)準(zhun)確(que)地(di)區(qu)分(fen)音(yin)頻(pin)輸(shu)出(chu)和(he)用(yong)戶(hu)語(yu)音(yin)命(ming)令(ling)。

 

D 類揚聲器放大器的高開關頻率，導致電磁幹擾（EMI）
，使音頻信號失真。這通常需要由多個大型電感器進行抑製。但是諸如擴展頻譜和相位優化等功能不需要外部電感器就能抑製 EMI，既節省空間和成本
，又能產生超低失真的音頻輸出。

 

一般來說，揚聲器輸出功率與其尺寸緊密相關
；如(ru)果(guo)您(nin)想(xiang)要(yao)更(geng)大(da)的(de)音(yin)量(liang)，就(jiu)需(xu)要(yao)更(geng)大(da)的(de)換(huan)能(neng)器(qi)，但(dan)在(zai)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)局(ju)促(cu)的(de)產(chan)品(pin)時(shi)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)使(shi)用(yong)換(huan)能(neng)器(qi)。可(ke)視(shi)門(men)鈴(ling)需(xu)要(yao)高(gao)聲(sheng)和(he)清(qing)晰(xi)地(di)輸(shu)出(chu)家(jia)庭(ting)主(zhu)人(ren)說(shuo)的(de)話(hua)，即(ji)使(shi)在(zai)嘈(cao)雜(za)環(huan)境(jing)中(zhong)也(ye)必(bi)須(xu)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)，同(tong)時(shi)還(hai)要(yao)保(bao)持(chi)小(xiao)巧(qiao)纖(xian)薄(bo)的(de)外(wai)形(xing)。適(shi)合(he)這(zhe)些(xie)設(she)計(ji)的(de)智(zhi)能(neng)揚(yang)聲(sheng)器(qi)，輸(shu)出(chu)的(de)功(gong)率(lv)也(ye)較(jiao)低(di)，因(yin)此(ci)更(geng)易(yi)於(yu)因(yin)過(guo)熱(re)和(he)超(chao)溫(wen)而(er)損(sun)壞(huai)。但(dan)由(you)於(yu)有(you)了(le) TI 揚聲器保護算法
，較小的揚聲器也能安全輸出較高音量，達致前所未有的優越音質。

 

如圖 3 所示，采用揚聲器保護算法的 TI 智(zhi)能(neng)放(fang)大(da)器(qi)，使(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)揚(yang)聲(sheng)器(qi)功(gong)能(neng)和(he)輸(shu)出(chu)更(geng)高(gao)的(de)平(ping)均(jun)功(gong)率(lv)
，而(er)又(you)不(bu)會(hui)把(ba)換(huan)能(neng)器(qi)集(ji)成(cheng)從(cong)設(she)計(ji)中(zhong)拿(na)掉(diao)。在(zai)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)中(zhong)，音(yin)量(liang)的(de)視(shi)場(chang)合(he)變(bian)化(hua)意(yi)味(wei)著(zhe)訪(fang)客(ke)坐(zuo)在(zai)車(che)裏(li)，即(ji)使(shi)旁(pang)邊(bian)有(you)汽(qi)車(che)飛(fei)馳(chi)而(er)過(guo)
，也(ye)能(neng)輕(qing)鬆(song)聽(ting)到(dao)主(zhu)人(ren)的(de)聲(sheng)音(yin)。

 

 

小(xiao)外(wai)形(xing)裝(zhuang)置(zhi)散(san)熱(re)不(bu)佳(jia)，也(ye)給(gei)不(bu)斷(duan)縮(suo)小(xiao)的(de)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)產(chan)品(pin)帶(dai)來(lai)了(le)問(wen)題(ti)。熱(re)量(liang)可(ke)以(yi)損(sun)害(hai)內(nei)部(bu)組(zu)件(jian)
，形(xing)成(cheng)不(bu)良(liang)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)，或(huo)者(zhe)如(ru)果(guo)未(wei)能(neng)正(zheng)確(que)處(chu)置(zhi)會(hui)引(yin)起(qi)裝(zhuang)置(zhi)起(qi)火(huo)。設(she)計(ji)時(shi)牢(lao)記(ji)散(san)熱(re)，就(jiu)表(biao)示(shi)考(kao)慮(lv) PCB 布bu局ju和he銅tong線xian厚hou度du，或huo部bu署shu如ru溫wen度du折zhe返fan等deng功gong能neng使shi揚yang聲sheng器qi放fang大da器qi減jian少shao散san熱re，方fang法fa是shi在zai過guo熱re情qing況kuang下xia
，動dong態tai調tiao節jie音yin頻pin信xin號hao的de增zeng益yi。在zai設she計ji安an全quan可ke靠kao產chan品pin的de初chu始shi階jie段duan，就jiu必bi須xu牢lao記ji熱re量liang管guan理li。

 

4.運用先進的音頻放大器技術/功能

，要求深厚的專業技能，並且實施起來有難度。

 

先(xian)進(jin)功(gong)能(neng)能(neng)解(jie)決(jue)許(xu)多(duo)問(wen)題(ti)，這(zhe)在(zai)方(fang)案(an)研(yan)究(jiu)階(jie)段(duan)聽(ting)上(shang)去(qu)很(hen)不(bu)錯(cuo)，但(dan)如(ru)果(guo)很(hen)難(nan)實(shi)施(shi)就(jiu)沒(mei)有(you)什(shen)麼(me)價(jia)值(zhi)了(le)
，尤(you)其(qi)對(dui)於(yu)首(shou)次(ci)設(she)計(ji)音(yin)頻(pin)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)而(er)言(yan)更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。從(cong)零(ling)開(kai)始(shi)構(gou)建(jian)特(te)性(xing)或(huo)通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian)實(shi)施(shi)是(shi)困(kun)難(nan)的(de)，一(yi)來(lai)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)使(shi)用(yong) PCB 空間，二來需要電力電子和信號處理方麵的專業知識。為簡化下一代產品的設計
，TI 不僅為放大器集成了多種功能

，而且還提供免費的軟件工具幫助用戶輕鬆控製它們。

 

PurePath™ Console 3 軟件套裝通過連接各設備的評估模塊（EVM）簡化了對這些設備的操控，便於工程師在現代化且易於使用的圖形用戶界麵中迅速調整音頻輸出、標定設置和體現揚聲器的特征。

 

逐步調節和特征化向導及大量培訓資源，拉平了與學習新工具相關的學習曲線（即
，降低了學習難度，減少了學習時間）。該軟件兼容多種 TI 音頻評估模塊（EVM），支持項目在未來采用新設備，軟件套件則不需要變化。

 

由於功耗管理、揚聲器保護和音頻均衡都集成到了 TI 設備中
，通過 PurePath Console ruanjiankeyiqingsongpeizhitamen。tamenzhixuyaohenshaohuowanquanbuxuyaoewaideruanjiankaifagongzuo

，zheshidewomenyunyongzhexieshebeiheruanjianbiannenggouchuangzaochugaogonghaoguanlixiaolv、高保真的音頻子係統，在提高用戶滿意度之餘
，有很大的把握能夠契合總體項目時間安排。

 

 

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