条形音响设计上的限制和困难解决方案

2012-07-17 14:07:59来源: 互联网

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。

  

传统条形音响系统结构

 

  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。

  

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  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: < 0.5% (20Hz-20kHz, 8Ω, 30W)

  •信噪比SNR/DNR: > 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。

  

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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。

  

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  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。

  

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  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。

关键字:条形  音响

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0717/article_16481.html
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