「專利解密」絡達科技LE Audio雙耳音頻藍牙同步技術

2020-12-14 愛集微APP

【嘉德點評】絡達科技通過在多個藍牙設備之間添加緩衝區以及提供用於同步的時鐘脈衝信號,解決了傳統藍牙耳機通信時採用轉發方式而導致的信號不同步問題。

集微網消息,2020年1月,藍牙特別興趣小組(SIG)宣布了新的藍牙核心規範CoreSpec5.2,其中包含下一代藍牙音頻技術LE Audio,這種技術不僅可以增強藍牙的音頻性能,而且還具有低延遲、音質好等特點。

同時,這種技術還可以達到音頻同步的效果,隨著蘋果無線耳機Airpods的發布,在蘋果公司與其他廠商之間建立起了一道技術壁壘,那就是必須採用轉發的方式才能實現音頻直接的同步,但是隨著LE Audio技術的出現,這種技術壟斷將被打破。

而作為參與下一代藍牙音頻技術的公司之一,絡達科技也是在這方面奮起發力,早在14年10月8日,絡達科技就申請了一項名為「藍牙發生裝置的音頻同步方法」的發明專利(申請號:201410524717.6),申請人為絡達科技股份有限公司。

根據該專利目前公開的資料,讓我們一起來看看絡達科技的這項音頻同步技術吧。

如上圖,為該專利中發明的藍牙傳輸系統的構造示意圖,在該系統中,主要包含電子設備11以及多個藍牙裝置13,這個模型也就是藍牙耳機連接智慧型手機的簡化模型,其中藍牙裝置分為第一藍牙發聲裝置131和第二藍牙發聲裝置133,智慧型手機可以通過藍牙連接並傳輸音頻封包12,該專利對於藍牙裝置的數量沒有做限制,因此即使有多個藍牙裝置,也可以實現音頻的同步。

與採用轉發的方式有所不同的是,該專利在進行音頻數據包傳輸前,會與第一藍牙裝置以及第二藍牙裝置分別建立藍牙連接,同時還需要同步時鐘脈衝,使兩者使用相同的時脈,相同的時脈是數據可以實現同步的前提。

第一藍牙裝置在接收到智慧型手機的音頻數據後,會立刻將音頻數據包轉發給第二藍牙裝置,這種普通轉發的方式勢必會導致音頻的不同步,因此該專利中提出在第一藍牙裝置接收到數字音頻封包後,並不會馬上轉換及播放音頻封包,而時在確定第二藍牙發生裝置同樣接收到數字音頻封包後,兩個藍牙裝置才會同時播放聲音信號,從而達到音頻的同步。

如上圖,為這種藍牙發生裝置的示意圖,藍牙發聲裝置包括緩衝單元1311、解碼單元1313、樣本轉換速率調整單元1315以及數字模擬轉換單元1317,緩衝單元可以用來暫存數字音頻封包,解碼單元可以解碼數字音頻封包的樣本,樣本轉換速率調整單元可以調整採樣率,而為了得到清晰的聲音,數模轉換單元可以完成數字音頻到模擬音頻信號的轉換。

在第一藍牙發聲裝置接收到數字音頻封包後,會先將數字音頻封包暫存在緩衝單元中,並通過藍牙將音頻包傳送至第二藍牙發聲裝置中,第二藍牙接收音頻包後,同樣會將數字音頻封包暫存在緩衝單元內,當二者都接收到音頻包後,二者就可以同時處理以及播放音頻。

最後,我們來看看這種音頻同步方法的步驟流程圖,首先提取各個發聲單元在同一個時間點轉換的樣本數量,根據這個樣本數量,就可以調整藍牙發生裝置進行樣本轉換的速率,因為這個速率是實現音頻同步中非常重要的一環,例如有兩個藍牙和有三個藍牙裝置時,由於音頻包需要緩存,也就是需要緩存兩次和緩存三次的區別。

在速率可調的情況下,例如可以調整第二藍牙發生裝置的樣本轉換速率調整單元的採樣率,使得第二藍牙發生裝置和第一藍牙發聲裝置在同一時間點轉換的樣本數量相同,從而達到第一藍牙發聲裝置和第二藍牙發聲裝置同步的目的。

以上就是絡達科技發明的音頻同步技術,作為LE Audio技術中的重要功能之一,音頻同步的意義不僅在於可以給用戶帶來更加優秀的藍牙體驗,同時這種技術也可以改變目前現有無線耳機的雙耳傳輸體驗,可以提升藍牙設備的連接穩定性以及降低延遲,並使得不同的音頻設備之間切換也更加順暢。

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(校對/holly)

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