条形音响设计上的限制和困难解决方案

传统条形音响结构
首先,传统的条形音响系统架构简单分为输入接口及转换、数字信号处理器以及输出功率放大器三个部分,如图1所示。
图1 传统条形音响系统结构
输入接口及转换:一个外置的adc(模数转换器),把模拟立体声信号转换成数字信号,s/pdif rx负责把数字光纤、数字同轴信号进行转换。这样一来,设计上就需要另外的pll或src来支持不同采样频率的信号源。不仅如此,这种设计在emi及jitter方面考虑也不理想。
数字信号处理器:要求大量存储器支持,需要额外的mcu处理按键或者显示屏的工作,或需要额外dsp来满足虚拟环绕音频修正处理等需求。
输出功率放大器:从dsp输出的信号,需要外置dac及pwm驱动让音频指标降级。pwm控制,纠正困难,同样的,在emi方面考虑也不甚理想。如果是带有无线低音炮的系统,还需要dsp中产生低音炮的信号。
总的来说,使用传统的条形音响系统架构合计多达十多个元件。
d2audio架构
intersil d2audio simply smarter soundbar架构和传统的架构比较之后,可以发现d2audio的架构可以减少总计一半左右的元件数量。d2audio simply smarter soundbar架构如图2所示。
图2 intersil d2audio simply smarter soundbar架构
从这个框图可以看到输入的部分基本上都包含在芯片里面,所以数字的光纤或者都可以由这个芯片处理。内置src,支持不同采样频率信号,只需要flash作为存储器。简单的系统可以不需要用mcu。在dsp方面,架构中包括完整系列dsp:dae1/3/4/6,能支持不同处理应用需求。可控gpio支持界面控制,内置pwm驱动,可以直推后级功放,也可以使用dsp调节pwm优化输出指标,提高效率,emi及音频表现较为理想。intersil ips直驱后级,支持不同功率及配置需求。后处理i2s/spdif输出满足不同无线内容需求。
d2audio特点
• soc高度集成芯片设计让产品设计更紧密,更简单,更快速,更低的总体成本。
•英特矽尔d2audio自主开发soundsuitetm 音频效果增强运算,提供丰富效果处理,同时节省昂贵第三方专利费用。
•先进的 dsp 控制编程软件audio canvas iii让自主设计dsp信号流程变得更加简单,更加灵活,更加快速。
•英特矽尔 d2audio 产品应用广泛,质量稳定。
开发工具
ks10/11-6t评估板特点:dae-6/dae-3作为dsp主控芯片;六路模拟输入;s/pdif 数字输入,即光纤及同轴;支援iec60958及iec61937;六路喇叭放大输出,包括5路卫星喇叭及1路有源低音炮;支持立体声pwmdac耳机输出;通过dsp的设定,支持5.1独立多声道或2.0、2.1、3.1、4.1虚拟多声道输出;另提供后处理信号源连接无线模块选项;d2audio ips集成30w后级功率放大器。
ks10/11-6t评估板规格:
•功率输出: 卫星喇叭8w×5,8ω;低音炮: 30w,8ω
•失真thd+n: 105db (unweighted)
•频率响应: 20hz~20khz,+/- 0.5db
•耳机输出
•完整的系统保护监控
•效率优化支持“green mode”及“dynatiming”
ks10/11-6t评估板应用范围:
•平板电视,条形音箱:支持高至5.1声道
•电脑多媒体喇叭:支持高至5.1声道
•多声道家庭影院:支持高至5.1声道
•无线喇叭选项
ks10/11-6t评估板软件功能:
•多声道解码 (dolby digital,dts,aac)
•多声道虚拟环绕 (d2audio widesoundx4)
• audio canvas iii 实时开发工具软件
用户可完全自编信号流程,自定义“shell”创立允许客户自定义 i/o 满足硬件要求;保密复合块(compound block)允许客户自定义特殊保密功能模块,个性化调音面板创立允许客户根据要求设计控制面板风格,清晰视窗管理允许设计工程师更有效率操作及减低错误,有自动连接dsp功能。
ks10-6t评估板系统方块图如图3所示,其中,并英特矽尔产品有:dae3/dae6 d2-92633/92634/71583为数字音频处理控制芯片,isl8540/isl8560为高效率、低噪声、支持同步dc/dc的芯片,ips1 d2-24044-mr为30w×2集成数字后级芯片。
图3 ks10-6t评估板系统方块图
在软件方面,audio canvas iii开发工具如图4所示,audio canvas iii具有众多功能模块。dsp 数字信号处理器控制,包括实时dsp资源跟踪处理、大量成熟的音频处理功能库以及用户自定保密复合音频处理模块(custom compound audio processing blocks)。硬件支持控制包括客户硬件平台支持和产品生产环境支持。可配置硬件接口支持(shell architecture)包括实时放大器硬件参数控制、独立声道pwm开关延时控制以及独立声道保护及硬件监控配置。
图4 audio canvas iii开发工具界面
值得注意的是,开发工具具有一些特殊功能。第一个特殊功能是实时dsp资源跟踪处理,这个功能可以提供实时dsp最新可用mips资源,允许设计师更简单,更合理地设计信号流程,与此同时,也可以提供实时存储器可用空间。通过实时的资源变化,可以让用户实时根据情况进行设计。第二个特殊功能是用户自定保密复合模块,通过这个功能,用户可以定义一个简单的新模块,用户可以直接使用这个新模块中可调的寄存器。第三个特殊功能是独立声道pwm延时控制,其中包括输出开关延迟时间控制、最小脉宽调节、输出交错延迟控制。
无线低音炮配套参考设计zs100-3如图5所示。由于现在的条形音响主箱体外形很薄,那么低音的表现通常没办法满足需求,所以现在大部分的设计都会外挂一个无线低音炮。dae-4 dsp芯片通过无线模块可以接收到从主箱体发出的低音炮信号,通过dae-4增加dsp补偿和低音效果,可以达到100w,10ω的输出功率。另外,在一些特别的产品里面,通过dsp的调节,可以支持100w、50w和25w三路输出。
图5 无线低音炮配套参考设计zs100-3
总结
新一代条形音响设计的重点考虑因素包括音响的表现,丰富的产品线以满足不同客户不同要求和丰富广泛的软件支持。
d2audio在系统设计的考虑上,最值得关注的是外围元件的减少,当设计变得简单,成本也随之降低了,当设计简单了以后,还有一个好处就是生产出错的问题也可以大大降低。d2audio可以使客户按照自己的需要、自己的经验简单快速地完成开发设计自己的dsp软件,同时让系统功能更加特别,增加差异化。

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