語音已然成為智能家居爭奪的焦點。
除智能音箱、教育機器人等已然先行試水之外,更多的產品如空調、冰箱等也在智能家居的新浪潮中等待語音的「召喚」,伴隨著複雜度提升的同時是對精準度的更高要求。語音系統解決方案如何順勢而為?
挑戰不一
如果細數智能家居系統語音控制的難題,最需要直面的無疑是應對距離和噪音的挑戰。
德州儀器(TI)音頻產品市場工程師Abhi Muppiri表示:「在實際應用場景當中,由於距離遠或空間大而導致採集的音量過小,往往會影響語音控制的效果。此外,在嘈雜的環境中,能否準確識別聲音信號亦是挑戰。」
而且,由於智能家電所處「位置」和對麥克風的不同配置要求,語音方案需要進行靈活有效的調整。
「比如空調一般掛在牆上,距離就會是一大問題。而如果放置在客廳,使用時會有額外的噪音比如電視聲音等需要識別並消除。因而,不同應用產生需求不一,需要根據客戶終端的考量進行針對性地調整。」 Abhi Muppiri分析指出。
ADC的使命
針對上述需求,除了語音晶片處理速率不斷提升之外,實現對語音信號的採樣、壓縮、EQ等處理的ADC(模數轉換)也須不斷「優化」。
「音頻市場對ADC的需求體現在高信噪比、高採樣率等。」 Abhi Muppiri提及。
而作為語音方案中必不可少的麥克風,也需ADC的「配合」。Abhi Muppiri進一步指出,市場上通行的或是數字或是模擬麥克風,在為客戶預研相關產品時,需使用不同的ADC來配合測試,以利於選擇成本更優的方案。
「通常來說,數字麥克風的功耗比模擬麥克風更低,但模擬麥克風的信噪比卻比數字麥克風更好。」 Abhi Muppiri分析兩者的優劣時說。
基於這一挑戰,TI的新一代Burr-Brown音頻ADC--TLV320ADC5140應運而生。
ADC的優化
作為業界具備同等性能體積更小的四通道音頻ADC,TLV320ADC5140功力不凡。它可在嘈雜的環境中實現低失真錄音,還可在任何環境中進行遠場高保真錄音,可比行業同類產品遠4倍的距離即聲源超過10米以上採集到清晰的語音。
對於實現諸多優勢的「功丞」,Abhi Muppiri如數家珍地說,一是利用波束形成系統,內置的120dB動態範圍增強器(DRE)可在保持低失真錄音的同時增強低音量音頻信號,還可改善在任何環境中的遠場高保真錄音。二是支持超過106dB動態範圍的最新高信噪比麥克風的ADC,提供了高品質的語音兼容性。三是集成支持多功能系統設計。其最多可支持麥克風輸入的四個模擬通道或八個數字通道(或其組合)進行同步採樣,從而確保了系統靈活性,另外還提供增益和相位校準等可編程功能,以均衡麥克風陣列失配。
在這麼多「護法」加持之下,TLV320ADC5140實現了高性價比,不僅在48kHz時該產品每個通道的功耗亦僅為9.5mW,還可在不犧牲系統可靠性的情況下縮小設計體積,。
而這一切離不開TI對Burr-Brown的「再造之功」。要知道,Burr-Brown公司可謂優質音頻的元老。在被TI收購之後,TI延續了Burr-Brown的精髓與內涵,繼續開發用於汽車領域、專業音頻以及智能家居相關的音頻產品,TLV320ADC5140成為一大「代言」。
Abhi Muppiri最後提到:「TI已推出了一系列ADC、DAC、Class-D在內的音頻解決方案,形成了完整的閉環。」