智能功放黑科技培训讲解

首先非常感谢大家能够参与今天的 手机黑科技这样的一个系列培训讲座 我是今天主讲人我叫郭宇 然后的话我今天会跟大家主要 探讨智能黑科技功放这一块 TI Smart AMP 的这个技术讲解 那今天的培训议程的话大概分为四点 第一点的话 我会主要介绍 TI 的一个音频系列产品 第二块我会介绍什么叫智能功放 以及智能功放的功能 以及它是如何提高喇叭音效的 第三块我会介绍 TI 的智能功放产品 第四块我会告诉大家 如何使用TI的智能功放 那首先我们先介绍一下 TI 的音频系列产品 大家可以在这张图当中看到 我们 TI 是一直在音频领域 保持一个持久创新的一家公司 我们在 1985 年发布了 世界上第一款音频的一个转换芯片 然后在过去的 30 年时间 我们一直保持着持久不断的创新 在过去 30 年 在 2008 年 我们的功放已经生产了超过10亿片 在2012年我们发布了第一款智能功放 它是对 speaker 有保护的一个功能 那在2014年 我们也发布了一款 真正意义上的智能功放 TAS2555 它是主要应用在一些手机领域的 这样的一个功放产品 在过去的三年时间 我们也一直会有一些新的产品 陆续更新出来 可以这么讲 我们 TI 在音频 一直保持着持久不断的创新 相信在未来数十年 我们也会在音频领域保持领先的一个地位 那我们再讲一下 智能功放一般会应用在哪些领域 其实最主要的一个领域 就是它会用在手机这样的一个场合 这是过去几年当中 我们与客户不断的进行研发 以及不断的进行这个交流 我们在客户那里 得到一些成功的一个例子 大家可以看一下 除此之外的话 我们在一些平板 和 PC 上面我们有一些应用 除了这些之外的话 我们在包括像工业领域 包括像智能楼宇 pos 机 以及对讲机 甚至包括汽车智能音箱领域 我们都可以看到智能功放的一个应用 可以这么讲 只要是有声音存在的地方 就有我们智能功放的机会 第二步我会介绍什么叫智能功放 以及智能功放是如何提高喇叭音效的 那我们来看一下扬声器的一个结构 其实学过这个初中物理 我们大概应该知道 扬声器一个基本工作原理 它实际上你可以看一下我们右边 我们画出了一个扬声器的一个基本结构 无非就是电流流过这个线圈 线圈一般会产生一个感应磁场 感应磁场的话会在这个永磁体上 做一定规律的这个运动 那规律性的运动的线圈的话 会带动振动膜以一定频率的震动 从而推动空气产生一定声压信号 一般在这个工作过程当中 震动膜会对振幅的大小比较敏感 过振幅一般会导致扬声器永久的损坏 音圈的话也会对温度比较敏感 过温的话也会导致扬声器永久的损坏 尤其在我们 在下图 我也列出了大概我们目前 比较小的扬声器的一个结构 可以看到由于 我们目前电子产品的一些日益轻薄 它的整体的这个结构会变得越来越薄 也就是说它更加会受到振幅 和过温的一个影响 所以我们在对这些产品进行调试过程当中 我们需要注意到过振幅和过温的这个影响 那我们 TI 如何解决 过温和过振幅的问题 首先第一块 我们需要对扬声器 一般会对扬声器进行建模 我们建模的话一般会得到两个参数 第一个参数的话是它的一个振幅模型 第二个的话是一个热模型 这个是在我们扬声器建模 在最开始就已经是设定好了 我们会跑一系列算法 另外的话由于我的功放 一般会带有一个 电流电压反馈检测的一个功能 它通过功放内部的反馈 进行一个实时的一个更新 这个时候就知道你目前的这个 振幅和目前的这个功放的线圈的温度 这样的话就可以保证你这个 功放在工作过程当中 不会受到振幅和过温的影响 这是基于我们内部算法实现的 所以我们 TI 的智能功放 首先第一点 由于我们可以对它进行建模 所以我们在工作过程当中 可以保护喇叭不受过温和过振幅的影响 同时的话我们通过 电流电压反馈检测的功能 能够检测出小喇叭尺寸的工作状态 通过优化这个功率输出 从而实现我的喇叭发挥 能够使扬声器发挥一个最佳的一个效果 得到最好的音质体验 那这个地方我也列举了两个 一个是普通功放 那另外一个是我们智能功放技术 带来区别 那由于普通功放的话 它在工作过程当中 由于没有对扬声器进行一个保护 所以我们在 一般我们在设计过程当中 我们尤其要注意它的功率 一定不能够超出它的额定功率 或者是甚至由于我们一般会 留有一定的裕量空间 我们一般会将这个阈值设置的比较窄 这样限制它的音频的动态响应范围 从而无法发挥它的最佳性能 那由于我们 TI 智能功放技术 对扬声器可以进行一个建模 知道你的振幅和音圈的温度 从这两个指标出发 我们可以尽可能发挥它的最佳的效果 从而使得喇叭不会 在工作过程当中受到损坏 因此的话在建模前 我们需要知道喇叭一个特性 知道它的振幅以及温度上限 这个一般是我们在拿到这个喇叭 喇叭厂商一般会给我们一个 datasheet datasheet 里面 有关于这方面的一个介绍 同时的话在整个过程当中 我们使用这个 PPC3 这样的一个调音工具 能够实时计算出你的喇叭的这个振幅 喇叭的这个温度 从而优化你的音效输出 优化你的这个输出的效果 总的来说我们能够使 智能功放有的一些功能的话 比如说第一点 我们可以使小喇叭 发挥更响亮更清晰的声音 并且我们 TI 有集成 和非集成 DSP 的功放可选 第三点的话就是 由于我们算法很容易集成 一般在带有 DSP 的功放 我们算法是在芯片里边 客户不用去做任何的这个算法移植 这个后续我会介绍 并且的话由于我们可以优化音效 并且在优化音效的同时 我们可以保护扬声器 在我们智能功放里边的话 我们一般会带有十段 EQ 带有三段 DRC 这样的话客户可以根据自己的喜好 调音工程师可以根据自己的 根据一些调优 这样可以调出它想要任何效果 最重要的一点是 我们有这个一站式的一个软件 我们的软件可以提供包括调音 包括建模包括最后软硬件集成 一站式的服务 那我下面的话 我会介绍 TI 的智能功放 会主要介绍 TI 的智能功放产品 首先第一点 我们智能功放产品的话一般会分为两块 第一块我们是集成有 DSP 的功放 顾名思义就是我们功放内部 一般会带一颗 DSP 这样的话我们 这样我们的算法可以集成在功放里面 就是我们的喇叭保护的算法 包括这个振幅和温度模型 一般会在我的功放内部去实现 并且的话我的接口非常简单 外部只需要一个 I2S 以及 I2C 即可完成工作 同时的话更重要的一点 由于我所有的这个工作 都在功放内部去实现 所以的话对外部的这个 软件去移植 就不需要额外的一个软件移植 减少了我的产品研发周期 第二块的话 我们也带有非集成 DSP 的功放可选 比如说我们的 TAS2560 这一颗 我后续会介绍到 由于它的不集成有 DSP 但是我们功放会带有 电流和电压检测的一个功能 所以它的喇叭算法 一般是需要跑在主平台上面 比如说 mtk 和高通这样一个平台 由于它里面不集成有 DSP 所以它一般是一个省成本的一个方案 但是的话它需要主平台 软件去移植这样的一个工作 那我们 TI 的话也提供这个软件的移植 包括算法的支持 由于不集成 DSP 所以它是一个降成本的一个方案 那在有些客户可能会用到 一个立体声这样的一个方案 所以我们也提供集成 DSP 搭配我们非集成 DSP 的功放 实现一个立体声的一个方案 同时的话也可以使你的成本能够降下来 这里的话是我们目前 智能功放的一些产品的选型 大家可以看到我们目前有的产品 那像集成有 DSP 的功放 我们有 TAS2555 TAS2557 TAS2559 那不集成 DSP 的一般会有 TAS25552 TAS25553 TAS2560 在未来在今年的晚些时候 大概在第三个季度或者第四个季度 我们会发布 TAS2562 不集成 DSP TAS2563 集成 DSP 这个是我们未来发展的趋势 这个也同时是我们下一代智能功放的产品 下面我会详细介绍每个产品的主要功能 这里的话我将这些产品的 主要参数罗列出来 大家可以看到 像 TAS2557 TAS2559 这样我们集成 DSP 的功放的话 再 8欧 负载输出 可以达到 3.8 瓦的功率 4欧 的负载下输出可以达到 5.7 瓦 同时的话我们这颗功放 是集成 boost 电感 集成boos的升压 它升压可以达到8.5伏 所以一般 这个手机电池大概是3.7伏到4.2伏 它可以升压到8.5伏 提升了它的输出功率 同时的话它的 boost 电压的效率比较高 达到81% 在下一代智能功放 我们的 boost 的电压会升到 10V 同时我们支持 12V boost 电压可选 这样使我的输出功率进一步增大 那输出功率变大的话 给用户带来好处就是说 我的声音变得更响 同时由于我们带有算法 所以在更响的同时 我不会损坏你的扬声器 不会说因为长时间而工作 你的这个扬声器烧坏 因此大家可以期待我们的 下一代智能功放 目前我们已经量产的智能功放 也是大家比较 也是大家可以优先考虑的 比如说像我们 TAS2555 2557 2559 甚至包括我们我们 TAS2560 这样的产品 那说到这里的话 我再想跟大家说一下 我们的智能功放的算法 那由于它智能 它智能到底智能在哪 首先肯定体现在它的算法功能上面 我们先看一下我们的第一代智能功放 TAS2555 我们第一代智能功放 它一般会对整个音频带 我们会分为三段 对每段进行一个热和振幅的一个优化 同时的话它也带有一个 smartEQ 我相信调音的工程师应该很清楚 尤其在大家去测这个 speaker 的频响的时候 有时候会很奇怪 发现它的频响看起来比较乱 这样的话给调音工程师 带来诸多的一个烦恼 那有我们这个 smartEQ 的话 工程师只需要测出整个喇叭的频响 点击我们这个功能 它可以自动的进行一个频响的补偿 同时的话我们对振幅 在我们的1.0里面 我们对振幅和温度有一个比较好的监测 对我的 speaker 也会有一个完好的一个保护 那在 2557 和 2559 里面 是基于我们 1.5 的这个算法 它在 1.0 的基础之上 它增加了包括低音增强 还有一个生理学的一个低音 心理学的一个低音 虽然说我们知道 在这些智能手机里面 由于它的尺寸变得很小 所以的话它可能在一些 低频响应做的不是很好 那通过我们这个这个心理学的低音的话 让大家感觉起来好像有低音的一个存在 同时的话也不会 说因为我的这个频率下潜损坏这个喇叭 因为我们知道在低频的话 它的振幅一般是最强烈的 所以的话低频振幅越强烈 很容易导致这个喇叭 在工作过程当中会脱膜损坏 然后的话我们在 1.5里面 就是 TAS2557 和 2559 这样的一个算法里面 这样的一个产品里面 我们集成有三段 DRC 这个是在我们调音工具里面 可以供调音工程师去用的 这样的话方便工程师 去调出它自己想要的各种音效 非常灵活 同时我们有一个噪音门限 这样的话可以减少我的 一般减小它的底噪 这样给客户的感觉是声音变得更清澈 在未来的这个智能功放技术里面 我们在 1.5 的基础之上 我们又会有一些功能 那包括这个直流的一个控制 我相信直流是比较 会对我的这个喇叭 是会产生一个一定的这个损坏的 那我们会对这一块 进行一定的这个控制和防护 另外的话我们还会增加一些功能 所以的话我们总结一下 我们智能功放有的这个亮点 我们在 2557 和 2559 里面 我们是由于它内部是双 DSP 所以理论上它处理的音效功能变得更强 第二块是因为我们 具有这个心理学的这个低音的话 能够使音效能够使音效变得更饱满 尤其在低音这一块变得更 大家听起来就感觉有一种很震撼的效果 第三块由于我们的这个指标 例如说底噪啊或者是信噪比 还有这个电源抑制比 我们都做的比较高 所以的话我们的这个音质 会变得更加纯净 第三块我们有多段 DRC 甚至也有十段 EQ 那我们可以对低中高进行一个 低中高这样三段频段进行一个调音 所以能够实现全频带的一个音质的优化 第四块由于我们对这个喇叭有一个保护 所以能够使你的扬声器 在工作过程当中不会受到损坏 并且在一些大音量的时候 不会造成一个削波 就我们所谓的 clipper 这个地方就是它的一个基本的 算法的一个简单一个示意图 跟大家大概介绍一下 首先它将这个整个频段分成三段 就低中高 这样的话我们通过 外部的 IV sense 检测 它一般 IV sense 的话是在输出端 我们会加两个管脚 反馈到功放内部 通过内部的这个采样 和算法的一些计算 得到目前的这个温度和振幅的信号 振幅的这个模型 与内部进行去这样一个比较 然后通过内部的一个优化 从而使得这个功放声音变得更好更清晰 那这里的话就是详细的 智能功放技术产品 包括第一块我先介绍一下 TAS2555 刚刚也介绍 它的 boost 的电压可以达到8.5伏 然后它有 smartEQ 这样的功能 多段 DRC 以及 能够防止这个喇叭在工作过程当中 如果说它出现损坏 它可能在频响上面会有一些缺陷 它可以对这块进行一个 自动的去捕捉和这样的一个保护措施 那 TAS2557 和 2559 是在前代产品 TAS2555 上面做了一系列的 这个功能的增强 包括三段 DRC 包括这个噪音门限的 噪音门限以及防削波 这样的一个产品 它主要增强在这个 DSP 这一块 由于它的 DSP 可以跑到 140M 所以它对音效的处理会变得更强 另外我们的 TAS2557 2559 以及 2555 它是一个 PIN to PIN 的 所以也方便了用户 在对后期的这个产品升级 不需要在硬件上做任何改变 只需要软件上做稍微的这个调整 那 TAS2560 的话是不集成有 DSP 但是它也是带有一个 IV sense 检测的 这样的话就是在设计上面 能够使系统的成本更优化 它的一些基本的算法需要跑在我的 这个主平台里面 比如说像 mtk 和高通这样的平台 那说到这的话 我再跟大家讲述一下 我们目前在单声道的方案 有如下这三个 那大家可以看到 第一个的话 我们可以使用我们的 TAS2555 目前的话算法可以跑在功放芯片里边 然后也可以使用 TAS2560 那这样的话它的算法是跑在主平台里面 像 mtk 和高通这样的平台 在这样的一个设计当中 我们需要对算法进行一定的移植 同时的话大家也可以使用我们的 TAS2557 基于1.5的算法 这样的话所有的算法工作 都在芯片内部去实现 这一个是单声道的方案 在双声道里面的话 我们也有如下这三种可选 大家可以使用两片 2555 那其实双声道 它就是利用我们的这个听筒 其实听筒也是一个扬声器了 大家可以利用这个扬声器去做一些 在播放音乐的时候 可以去增强这个音场 其实大家可以知道 这个比如说 iPhone 7 啊 或者是目前主流的一些手机里面 它其实很多都已经加了一个 加了一个立体声这样的一个效果 可能大家平时不太注意 所以也可以使用 这个两片这个 TAS2557 这个也是我们最新的一款应用 同时的话正如我刚刚提到的 我们 TAS2560 里面不带有 DSP 所以我们可以使用一片 2559+1 片 2560 它这样的话保护的算法 2560 里面算法的话是跑在 2559 上面 所以在这种应用里面 我们也不需要做任何算法的移植 可以方便客户去设计系统 加快这个产品上市的一个周期 那最后的话我想跟大家介绍一下 TI 的智能功放 如何去使用 TI 的智能功放 我们建议用户 在使用我们 TI 的智能功放的时候 像 TI 申请对应的 EVM 板 和我们的 Leaning Board 就是我们的学习板 如果大家使用这个 TAS2555 就像我在这里展示的左边的这幅图 右边的这个 Leaning Board 的话 实际上它对任何智能功放都是通用的 那申请完之后 我们拿到这个 EVM 板 我们可以把我们 EVM 板上的speak 就这个扬声器 换成我们想要建模的这个扬声器 就是我们实际会用到的这个扬声器 在连接了 Leaning Board 去建模 建模完成之后 我们就可以进入到调音环节 整个建模时间大概包括 大概在 20 分钟到半个小时之内 建模完成之后 就可以进入到调音环节 这个调音也是在我们 PPC3 当中去完成的 我们可以去调节 EQ 调节 DRC 也可以调节 smartAMP 的各种保护参数 调节完之后 可能在这个过程当中 可能调音工程师需要反复去调节 然后去听 调节去听 当确定好之后 我们可以利用 我们的软件进行保护算法去验证 我们可以去看一下喇叭在工作过程当中 有没有超过这个振幅 超过我们限定的这个振幅 和我们的这个极限温度 我们一般在建议 调音工程师在做这一步工作的时候 选择一些音乐动态范围比较大的 也就是说比较激烈的 这样更能够体现我的扬声器的工作效果 也同时也更能体现我的 smartAMP 这个算法有没有实际起到作用 那使用完成之后 我们可以使用我们的 PPC3 进行一个软件的一个导出 我们可以通过这个软件 生成我们 mtk 和高通 可以去用的那个 bin 文件 大家可以拿到这个 bin 文件的话 再 porting 到系统当中 这样就可以去应用了 说到这里的话 我们再讲一下 PPC3 软件 PPC3 的话在整个智能功放应用过程当中 是集成有从建模到音效调试 到最后的这个软件集成 我们都是在这个软件当中进行的 大家可以看到就是这幅图当中 中间这幅图 这个地方是对我们 喇叭进行建模过程当中去完成的 我们也会在官方网站里面提供 如何去使用我们的 PPC 软件 大家可以在我们 TI 官网里面 搜索一下 PPC3 可以得到一些详细的参考信息 这个地方我们再看一下 当我完成我的建模以及包括调音之后 我需要去验证我的智能功放有没有起作用 那我们可以去看一下 我们工作过程当中 我们可以通过软件实时捕捉 我的扬声器的振幅温度模型 从而去看一下这个智能功放 有没有在某些场合 超过或者是就是说对 speaker 超过 speaker 的一个安全工作范围 如果有那可能调音工程师需要 回去看一下我们的保护参数 是不是设置有问题 那我们这块 是如何获得这个 PPC3软件权限的 我这里大概举个例子 就是说我们在 2557 里面 大家可以在官网里面搜索 2557 然后在这一块 它一般这个图可能画的有点问题 有个动态的一个图 就是我们在里面进去之后的话 一般会有一些输入信息 需要去提交给 TI 那一般的话在这一块 我们需要 1 到 2 个工作日 我们就可以得到这个软件权限 那大家注册好 myTI 之后 再根据收到的这个邮件去进行一个下载 大家可以就可以得到下面这幅图 就可以在这样的一个软件里面 找到我们 TAS2557这样一个插件 那下载好完成这个插件之后 OK 那所有的软件权限你都已经获得了 那下面的话你就可以连上我们的 EVM板 和 Learning Board 进行调音了 那这个地方的话我想举个例子 就是我们在智能音箱上 其实智能音箱 其实跟目前手机 是差不多的一个应用产品 无非就是说希望声音在小尺寸里面 我们获得更响亮的这个声音 我们把这个智能音箱里面的 这个喇叭给引出来 同时跟它原有的这个音效 进行一个对比 大家可以看到 这个是音效对比后的一个测试结果 可以看到它在 整个音频带内绝大部分的这个频段 它的声压级增加了大概6到15个dB 同时由于我们的音箱是 主要是一个跟人沟通这样一个事情 所以我们可以对人身这一块 进行一个特定的一个优化 使得声音变得更加饱满 同时我们可以看一下在静音状态 它的底噪也可以进行进一步的优化 所以这样也可以使得声音变得更加纯净 因此的话 我们可以看到 智能功放不仅给你带来了 声音的这个响度的增强 同时也使你的这个信噪比变得更好 同时你也可以去优化 包括人身或者是包括你的低频声音信号 中频高频都可以做一个特定的一个优化 所以非常非常灵活 方便这个调音工程师的去使用 我们在不仅包括手机 那我们同时的话也包含在 智能音箱里面的一些应用 大家可以在我们 TI 官网里面 就如下这个官网去看一下 我们在 TI 官网里面 会给大家一些参考设计方便 包括工程师 包括在选型过程中有哪些设计参考 希望大家能够啊去看一下 好 那今天的智能功放环节 先跟大家介绍到这里 谢谢大家 谢谢