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傳統條形音響結構
首先,傳統的條形音響系統架構簡單分為輸入接口及轉換、數字信號處理器以及輸出功率放大器三個部分,如圖1所示。
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圖1 傳統條形音響系統結構
輸入接口及轉換:一個外置的ADC(模數轉換器),把模擬立體聲信號轉換成數字信號,S/PDIF Rx負責把數字光纖、數字同軸信號進行轉換。這樣一來,設計上就需要另外的PLL或SRC來支持不同采樣頻率的信號源。不僅如此,這種設計在EMI及Jitter方面考慮也不理想。
數字信號處理器:要求大量存儲器支持,需要額外的MCU處理按鍵或者顯示屏的工作,或需要額外DSP來滿足虛擬環繞音頻修正處理等需求。
輸出功率放大器:從DSP輸出的信號,需要外置DAC及PWM驅動讓音頻指標降級。PWM控制,糾正困難,同樣的,在EMI方面考慮也不甚理想。如果是帶有無線低音炮的系統,還需要DSP中產生低音炮的信號。
總的來說,使用傳統的條形音響系統架構合計多達十多個元件。
D2Audio架構
Intersil D2Audio Simply Smarter SoundBar架構和傳統的架構比較之后,可以發現D2Audio的架構可以減少總計一半左右的元件數量。D2Audio Simply Smarter SoundBar架構如圖2所示。
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圖2 Intersil D2Audio Simply Smarter SoundBar架構
從這個框圖可以看到輸入的部分基本上都包含在芯片里面,所以數字的光纖或者都可以由這個芯片處理。內置SRC,支持不同采樣頻率信號,只需要Flash作為存儲器。簡單的系統可以不需要用MCU。在DSP方面,架構中包括完整系列DSP:DAE1/3/4/6,能支持不同處理應用需求。可控GPIO支持界面控制,內置PWM驅動,可以直推后級功放,也可以使用DSP調節PWM優化輸出指標,提高效率,EMI及音頻表現較為理想。Intersil IPS直驅后級,支持不同功率及配置需求。后處理I2S/SPDIF輸出滿足不同無線內容需求。
D2Audio特點
? SoC高度集成芯片設計讓產品設計更緊密,更簡單,更快速,更低的總體成本。
?英特矽爾D2Audio自主開發SoundSuiteTM 音頻效果增強運算,提供豐富效果處理,同時節省昂貴第三方專利費用。
?先進的 DSP 控制編程軟件Audio Canvas III讓自主設計DSP信號流程變得更加簡單,更加靈活,更加快速。
?英特矽爾 D2Audio 產品應用廣泛,質量穩定。
開發工具
KS10/11-6T評估板特點:DAE-6/DAE-3作為DSP主控芯片;六路模擬輸入;S/PDIF 數字輸入,即光纖及同軸;支援IEC60958及IEC61937;六路喇叭放大輸出,包括5路衛星喇叭及1路有源低音炮;支持立體聲PWMDAC耳機輸出;通過DSP的設定,支持5.1獨立多聲道或2.0、2.1、3.1、4.1虛擬多聲道輸出;另提供后處理信號源連接無線模塊選項;D2Audio IPS集成30W后級功率放大器。
KS10/11-6T評估板規格:
?功率輸出: 衛星喇叭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)
?頻率響應: 20Hz~20kHz,+/- 0.5dB
?耳機輸出
?完整的系統保護監控
?效率優化支持“Green Mode”及“Dynatiming”
KS10/11-6T評估板應用范圍:
?平板電視,條形音箱:支持高至5.1聲道
?電腦多媒體喇叭:支持高至5.1聲道
?多聲道家庭影院:支持高至5.1聲道
?無線喇叭選項
KS10/11-6T評估板軟件功能:
?多聲道解碼 (Dolby Digital,DTS,AAC)
?多聲道虛擬環繞 (D2Audio WideSoundx4)
? Audio Canvas III 實時開發工具軟件
用戶可完全自編信號流程,自定義“Shell”創立允許客戶自定義 I/O 滿足硬件要求;保密復合塊(Compound Block)允許客戶自定義特殊保密功能模塊,個性化調音面板創立允許客戶根據要求設計控制面板風格,清晰視窗管理允許設計工程師更有效率操作及減低錯誤,有自動連接DSP功能。
KS10-6T評估板系統方塊圖如圖3所示,其中,并英特矽爾產品有:DAE3/DAE6 D2-92633/92634/71583為數字音頻處理控制芯片,ISL8540/ISL8560為高效率、低噪聲、支持同步DC/DC的芯片,IPS1 D2-24044-MR為30W×2集成數字后級芯片。
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圖3 KS10-6T評估板系統方塊圖
在軟件方面,Audio Canvas III開發工具如圖4所示,Audio Canvas III具有眾多功能模塊。DSP 數字信號處理器控制,包括實時DSP資源跟蹤處理、大量成熟的音頻處理功能庫以及用戶自定保密復合音頻處理模塊(custom compound audio processing blocks)。硬件支持控制包括客戶硬件平臺支持和產品生產環境支持。可配置硬件接口支持(Shell Architecture)包括實時放大器硬件參數控制、獨立聲道PWM開關延時控制以及獨立聲道保護及硬件監控配置。
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圖4 Audio Canvas III開發工具界面
值得注意的是,開發工具具有一些特殊功能。第一個特殊功能是實時DSP資源跟蹤處理,這個功能可以提供實時DSP最新可用MIPS資源,允許設計師更簡單,更合理地設計信號流程,與此同時,也可以提供實時存儲器可用空間。通過實時的資源變化,可以讓用戶實時根據情況進行設計。第二個特殊功能是用戶自定保密復合模塊,通過這個功能,用戶可以定義一個簡單的新模塊,用戶可以直接使用這個新模塊中可調的寄存器。第三個特殊功能是獨立聲道PWM延時控制,其中包括輸出開關延遲時間控制、最小脈寬調節、輸出交錯延遲控制。
無線低音炮配套參考設計ZS100-3如圖5所示。由于現在的條形音響主箱體外形很薄,那么低音的表現通常沒辦法滿足需求,所以現在大部分的設計都會外掛一個無線低音炮。DAE-4 DSP芯片通過無線模塊可以接收到從主箱體發出的低音炮信號,通過DAE-4增加DSP補償和低音效果,可以達到100W,10Ω的輸出功率。另外,在一些特別的產品里面,通過DSP的調節,可以支持100W、50W和25W三路輸出。
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圖5 無線低音炮配套參考設計ZS100-3
總結
新一代條形音響設計的重點考慮因素包括音響的表現,豐富的產品線以滿足不同客戶不同要求和豐富廣泛的軟件支持。
D2Audio在系統設計的考慮上,最值得關注的是外圍元件的減少,當設計變得簡單,成本也隨之降低了,當設計簡單了以后,還有一個好處就是生產出錯的問題也可以大大降低。D2Audio可以使客戶按照自己的需要、自己的經驗簡單快速地完成開發設計自己的DSP軟件,同時讓系統功能更加特別,增加差異化。
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