面向条形音箱 (BT/WIFI) 的音频解决方案与完整的参考设计

我们这边讲的这个中功率的话 一般按照 TI 内部定的话 一般就是指在 5W 到 50W 范围 如果超过这个 50W 的话 我们一般把它叫成大功率的 对于中功率的功放的话 就是前面讲的 其实从这个从这个技术角度上来讲 它应该把它分成两个部分，一个是就是数字输入 数字输入的话其实就是 I2S 当然还有 I2S 就是它底下一些不同的格式了 然后另外一个就是模拟输入 首先是数字输入这一块 我这边先问大家一个问题 就是这张图里面大家有没有 就是比较熟悉的那个产品以前用过 我相信其实很多人有见过 特别是你找那个黑色的部分 这个我相信可能很多人 如果说做过这种数字音频功放的设计的话 可能或多或少肯定是接触过这个产品 那现在就是之所以就这些 device 的话 主要是因为我们可能从今年晚些的时候 等到我们这个新的产品出来 这两颗因为时间其实说老实话有点太久了 它有些性能其实已经跟不上现在音频整个发展的一些需求 所以我们后面可能会把这两个 device 会放成MID 就是不推荐新的这种 project 去应用 但是如果说对于那种已经量产这些项目的话 其实还是可以继续使用 我们只是说不推荐新的产品应用 但是这个产品短期内不会停产 大家不需要有这个担心 那这个停掉之后的话 我们我们会推出三颗新的产品 就大家看一下这三个圆弧 这三个虚线框框出来 就是说这个是我们三颗 pin to pin 的产品 它是可以拿来直接去替代这两个 那我后面会有详细的介绍 就是为什么我们要用这三个来换这两个 那性能部分 包括它价格部分其实都会有很多的优势 那这边还有就是横向来看的话 其实我们把它分成两块 一个是叫开环 另外一个叫闭环 所以刚才其实他们这边也有讲到 就是闭环这边的话就是不得不 highlight 一下 就是我们张江这边的整个团队的研发能力 就是我们这边讲的这几个拳头产品 其实都是在我们就是张江 Team 这边研发的 而且也是一个新的一个结构 如果大家看过像我们之前这种老的这个系列的这个闭环产品 像 5706 如果没记错的话 非常大的一个 package 然后呢它整个的成本 包括它的性能其实都是有非常大的影响 那其实我们这个是我们整个新的一个闭环的一个架构 回头大家如果有想要了解更加详细的东西的话 到时候我们后面会有一个张江的公司来给大家介绍这一块 这个可能看得有点眼晕 就是 anyway 就是 大家只要看我框出来的这一部分就好了 一样就是上面开环 下面是闭环结构 中间主要是接下来就是说 我们这颗产品是这种 16V 的范围 就是针对那种 12V 的应用场合 这颗是我们马上就会 我们应该是 10 月份就会量产 它不管是从输出功率 还是说它的整个 就是我们里面的那个数字 processing 那个性能 其实对于以前的 5707 系列都是有一个很大的提升 后面会有细节 另外的话如果说你要做那种 24V 的系统 可以看这颗 8839 这个跟这个是 pin to pin 的 如果说你要做 2.1 的这种系统 因为有一些可能是 2.1 的这种组合 可以直接用这颗也是 pin to pin的 8827 所以可以比较 focus 这三颗 它整个的性价比来讲是可以跟 5707 两个去相对比的 那这个是更细节一点 就是刚才其实我们也介绍就是说 它这个首先它是 16V 的范围 然后在 16V 6Ω 的情况下 我们可以做到 20W 的输出 那为什么能够到 20W 其实是因为我们本身 这上面没写 其实是因为我们整个的 Rdson 其实都有一个很大的提升 就120mΩ 之前 5707 系列是 180 所以它整个的设计会比较容易一些 然后另外呢就是说它的这个 PWM 频率是可调的 这样子如果你有一些 特别如果你这个做出口 比如说去印度啊或什么 因为印度最容易发生这个 AM 干扰 FM 干扰的事情 所以如果你这种可调的话 你在做这个产品的时候 你在出口的时候就可以调不同的频段 调制频率去避开 AM 或者 FM 干扰 然后另外的话,我们这个 EQ 也做了一些增强 这个是 9 段的 EQ 之前的话是 7 段 DRC 的话 其实我觉得这个是非常非常好用的一个功能 我个人觉得 就是我们之前老的那个系列其实 DRC 其实它是有一段 那也就是说其实主要是做限幅的 就是说限制功率输出 这个才是一个比较完整的这个 DRC 功能 它不仅仅可以做那个大信号的限幅 可以对信号做压缩 还可以对中等的信号做整体的提升 等会后面会有详细的介绍 然后另外的话它还有一个最大的好处就是说 它可以在没有主时钟的时候直接去做 特别是有一些无线的模块里面 比如说蓝牙或者是 wifi 的那种 它输出可能本身你要配一个 MCLK 出来会很麻烦 这种其实可以把直接把位时钟 直接接到主时钟去工作就好 比如说它其实理论上来就是不需要主时钟的 单独的 但是需要注意一下这个时钟的范围 这个是我们刚才就是它能够支持到 26V 的 性能跟刚才那颗是一样的 我这边就不那个 然后这是 2.1 的 不好意思 刚反了 这个是两通道 前面那个是 2.1 的 那这颗的话 前面刚才我们另外一个同事也介绍了 就是我们的 5720 这个是超小封装 然后可以看一下整个的体积非常小 这个是有一家非常大的公司叫 A 的 有用我们的产品 那 5760 刚才有给大家介绍 这个的话最主要就是说 它其实有很多种不同的后缀 有 M MD 等等 这就是看你整个的应用 有的是戴耳机的 有不带的 有的是电压低点 有的电压高一点 所以一看它整个这个系列 然后呢它最大好处就说它是闭环的结构 然后它的整个谐波失真的话 如果没记错 应该是可以到接近 80 dB 就是 THD 这个在这种大功率的功放里面其实是不可想象的 如果你要做到这个是要付出非常非常大的代价 那我们这个芯片就是单芯片帮你搞定 这个芯片的话 它唯一有一点可以说是你在所有的应用里面 它里面不带 EQ 跟 DRC 但是这个 在有些场合 刚好是在外面功放里面不需要 EQ 跟 DRC 的 比如说我这个系统里面，我本身有一个 DSP 那可能我把一些 process 的功能 全部都放到我这个 DSP 里面 我后面只需要一个 pure 的这个功放 这个就非常适合，整个性能非常好 这个的话其实是我接下来会重点去介绍的 那我这个会把它放到最后去 所以我这边就就不去过这个了 这边刚才数字的 那模拟部分的话 重点有这两个产品给大家介绍一下 刚才其实前面我们同事也介绍过了 那这个同样也是我们张江 team 在研发的 那这个的话也是一个就是一个拳头产品 这颗可能大家比较熟悉 之前可能很多人都见过 这个在 TV 里面 就像我们刚刚讲的 这个你一拆开 80% 都是这颗 那现在新的话 我们为了顺应市场的潮流 我们现在做出这个新的器件 这个最大的好处就是它输出是真的不需要滤波电路的 就是真的是无电感 以前那些可能就是可能是它对你的应用 包括你喇叭线的长度 或者说你 PCB 板的布局这些要求都非常高 我们这颗它是真的对你整个的设计来讲 你这个冗余度是非常大 我们其实有有详细的测试报告 下午会有人会讲 这个具体参数我就不过了 然后因为后面会有更详细的 然后这边还有一个就是模拟的 我们模拟的功放 同样就是针对那种对你 PCB 面积要求比较大这种场合 我们也有一些小封装的这种应用 比如说你这种 7W 还有这种做 25W 就一样大的封装 区别就是一个是散热盘在底下 一个是外面有一个那个焊盘 就是外面你可以扣一个小的散热片 那接下来就是你们看到的这个 topic 就是 soundbar 的应用 这个是我们一个我们的一个深圳那边一个 IDH 他们其实其实今天有人在这边 如果大家只是对整个这个有什么详细的一些问题 或者有什么合作需求的话 其实可以跟他们联系 他们这边有人坐在这里面 那这个是整个蓝牙跟 wifi 的一个 soundbar 的一个应用 这个的话 你们看小米的那个超级电视 它那个里面 其实他的那个音箱不是摆在外面嘛对吧 就是它不需要去连线的这种 所以其实这个未来来讲应该是非常 popular 的一个应用 就是你不需要拖一堆的线 因为音频线它又大又重 那这边的话一样 就是说它的配置是比较 就整个这个接口设计是非常丰富的 你可以根据你自己的需求去做定制化 还有数字的 模拟的 有蓝牙 wifi 等等 然后他整个里面的话用了几个产品 一个是这个也是我们张江 team 这边在弄的 就是我们一个 hyco 分支 这个其实是一个系列 这个是里面性价比最高的一颗 其实我们还有更高性能的这个 DAC 这个也是一样，它输出是无电容输出 然后的话 可以到 2V 的 VMS 然后它的性能的话也是非常好 我如果没记错 soundbar 应该可以到 100dB 然后它也不需要 MCLK 过去就可以工作 这个是我反复讲为什么说不需要 MCLK 这个是很多很多客户在设计的时候碰到这个问题 就 MCLK 实在做不出来 或者它那个时钟就是一直是在飘的一个时钟 所以你在选产品之后也可以看一下 然后另外这就是我们也是张江 team 设计的 一个非常高性能的一个 ADC 它可以有很多组合，就是不同的输入输出 不同的 channel 还有 4 通道 可以做 8 通道甚至 然后这个是我们的一个带 mini DSP 的 codec 它里面是有一个 mini DSP 可以跑一些算法 你们也可以定制化 当然我们里面也可以跑 SRS 的 WOW HD 这个是我们之前我们也直接跟 SRS 有 licence 这个费用 所以你用这颗的话 你如果直接在里面跑 SRS WOW HD 你是不需要再去单独去找srs，去找 licence 去买他的东西 我们这个芯片本身就包含 那另外的话就是我们在输出这边配的是一个 3116 它其实跟我们刚才讲的那个 BOSCH 的 mini 里面 用的 3118 是一个系列的 这个功率更大一些 这边的话就是一个挡风口的应用 这个外面其实有一个大的橙色的音箱 其实就是这个设计 它里面用了 TI 的 Smart Amp 因为这个后面也会有人讲 这个是一个图 这是那个图，这是那个条 可能一般是 2 个或者是 4 个或者 2.1 anyway, 就是不同的组合 然后这是一个无缝 整个是一个完整的配合 然后这个是那个 我们有整个的一个参考设计的一个电路板 这是产品部分 其实刚才已经已经介绍过了 我这边就把他先跳过去了 那重点就是我刚才讲 今天主要重点介绍就是这个系列产品 这个产品的话它是融合了 就是我们刚前面讲的高性能的闭环的 5760 它的输出级跟 5760 是类似的 它的性能跟它是可以媲美 然后另外呢 它也弥补了 5760 或者说是我们原来比较老的那个产品里面 数字处理这一块比较稍微 weak 一些的应用 这颗芯片的话 它对于 processing 要求相对来讲没有那么高 或者你没有那么多定制化需求的一些应用 比如说你的无线的音箱或者什么之类都可以用 它里面的话 它集成了很多的这种那个音频的这个算法流 就是我们里面有 ROM 的 也有 RAM 的在那里面 其实它里面其实就是有一个 DSP 但这个 DSP 就是我们把它一些算法做了固化 同时对于你们应用来讲 就是说你不需要去从头到尾去开发一个算法 我们这里面有很多现成的 然后你只要基于这个去调一些参数就可以了 我后面会介绍一整个的一个性能 我等下放在后面 这个的话是它的一些整个的它那个性能 所以看它 THD 就是七十几接近 80dB 了 然后它整个性能是非常好的 然后重点是要介绍这边这几个功能 这点我介绍这个时候就是大家可以仔细听一下 因为我可以问两个问题是不是 我等一下会在这个里面问一个问题 这个是它应用的场合 当然其实有些少 这个其实你们比我们更清楚了 就是整个应用它的这个需求到底是什么样的 然后这边刚才有一个可以 highlight 就是说我们这个是可以支持到 192K 的采样率 这个在有一些开发应用里面其实是非常需要的 像我们之前的 5707 系列或者说比较老的产品 基本上是到那个 48k 5760 的话是到 96k 那这个其实是可以到最高 192k 我这边是就是整个从这个应用上来讲 因为它是一个闭环的结构 所以你看一下它的整个 BOM 的比较 这个 5727 是我们之前上一代的开环的一个结构 就是我们自己在设计时候 你看一下它的 BOM 的这个比较 就是其实就跟刚才讲的一样 就是这个地方最大的差异其实来源于这个电源的设计那一块 怎么样去抑制这个纹波 那这个是就是我们的 layout 那这边你看一下其实 TI 新一代的功放 就是把整个 pin 的 assigment 其实都有去做充分的考虑 就是做了充分的优化 你在 layout 的时候会非常方便 就是电源是电源 然后输出是输出 它刚好帮你分在两边 输出是输出 这样的话你在走线的时候是非常方便的 其实我们芯片就是可以走单层板的 走单层板可以做到接近 20W 都没有问题 所以其实很大一部分来源 就是我们在设计这个 pin 的 assignment 的时候 其实这做过非常非常多的这个验证 所以你看就是这边应该出的是电源 你看它分的非常开 然后包括底下的这个 thermal pad 这个是我今天要讲的重点 这几个应用的话 其实这个算法都是已经集成在我们 5754 跟 5756 的产品里面 然后这些应用的话就是你可以选择去打开 也可以选择把它关掉 就是你想要什么功能 你就把哪些功能去打开就好 然后它里面有一些参数都是可以调整的 那这个我等下就详细地去过一下每个应用到底是什么 首先是这个心理的低音的增强 这个其实你可以看底下这张图 它其实是这样就是 对于比如说我有些喇叭 它本身可能它的低频截止频率只到了 100Hz 或者可能到了 200Hz 那假设我这个音频里面我们原来那些 50 或者说是特别是鼓的那个声音 可能频率比较低一点 50 80 这种频率怎么办 就是你喇叭的极限是那样的 所以你不可能硬去把它 boost 上去 但你很容易就把喇叭那个振膜给 运动振幅过大就会把它烧掉 那这边的话它是用这种就是注入这种谐波的方式 比如说这个是主频谐波 然后后面的话它会注入这个背景 比如说100，就是我讲的这个音频是 100Hz 这边被它的高峰给滤掉 这边的话就是说 100Hz 我喇叭放不出来怎么办 然后我们会用这个电路去产生它的这个倍频 比如说 200 300 400 当然它这个是一个组合的 就是这个频率组合 这样的话就是去让人的耳朵听起来感觉像是 100Hz 这个我们应该是有 demo 回头大家可以去看一下 这个是非常有意思的一个应用 这个尤其是那种音箱比较小 喇叭本身比较小 放不出那个低频的应用 非常适合 当然讲到这里我就再啰嗦一句就是说 这个是低音增强 其实目前来讲就是主流有两个流派了 一个流派就是使用这种就是我突破这个硬件的这个局限 通过这种谐波的方式去做 然后还有一种就是我们的 Smart Amp 我们 Smart Amp 里面其实他是叫 tobetch 它不是通过这种 它其实是在两个之间做 balance 但是我们要去 highlight 的一个功能 就是说它可以去动态地去 management 就说去看我这个喇叭 本身能够承受多大的这个低频的这个幅度 那如果喇叭能承受 它就通过 EQ 直接把这个跟上去就好了 它不是用这种注入谐波的方式 但我们 Smart Amp 也可以用这种注入谐波 它会在这两个时间去 balance 所以两个是不同的东西 对于这个 5754 跟 5756 来讲 它就是用这种方式 然后另外就是我们刚刚讲的那个三段的 DRC 它的应用 可以看一下这张图就是比较明显的 就是说这边纵轴的话 你可以说是它信号的这个强度 输入信号的强度 然后你可以去拉 比如说我信号比较弱的时候 很多情况下也可能是我前一级过来的 比如说是我的 processor 或是我其他的 ADC 进来的这个噪声 当我发现这个数字信号幅度比较小的时候 我可以用一个就比较低的增益去把它作衰减 这样的话就是说我整个听起来底噪会比较小 就是我这个东西放在那里 你耳朵贴在那个喇叭去听 它不会一直在嗡嗡在响 所以这个是这个应用 然后另外的话就是说它对这种大声的地方 它可以做衰减 然后在中频段 它其实可以既可以做压缩也可以衰减都没问题 所以就是这个三段 那 DRC 应用的话 可能如果做过的话 其实大家都比较清楚 如果没做的话 你可以去想一个功能 就是在看电视的时候 有的电视台比较恶心 它广告的时候那个声音超大 然后呢看电影或者看电视剧的时候他那个声音比较小 所以我们在看电影的时候可能会把那个声音调很大 然后突然一下跳广告之后翁了一下 吵得不行 那如果有这种技术的话 其实它可以很好地去避免这个问题 就说比如说原来声音小的时候用大的增益 就是它可能在这一段在处理用了某一个增益去做放大 当我突然来一个大声音的时候 它这个音频幅度就会比较大了 就是输入能量比较大 这样的话我们就会用比较小的增益把它压下来 那这样的话 你听起来不会声音出现那种忽大忽小 突兀的这种状况 这个是平滑削波 平滑削波它的主要应用是什么 就是说比如说我一个 12V 的一个电源系统 我如果说要做 THD 1% 的话 大概比如说可能是做 7W 的 如果没记错的话 8Ω 可能 7W 左右 可能到不了 可能六点几瓦 12V 供电 8Ω 但是我这个系统我要定义是 8W 的 那 8W 的情况下 它必然会带来 就是我肯定要允许它出现一些削波失真 那这种情况下就是说我们可以通过数据去设定 就是你允许削波削多少 所以这是非常好 当然你可以允许 就是你可以 我就不允许削波 或者说我这个如果我要功率大一点 我可以允许给你削波 可以自己设定 这个就是音场空间的拓展 这个对于那种 soundbar 应用是非常好的一个东西 尤其我这个系统我有两个喇叭的时候 尤其是我两个喇叭如果空间比较小 靠的比较近的情况下面 你会听起来像一个喇叭在发声 那这种的话它可以有效的去让你 这里有一个图很形象 就是说两个喇叭靠得很近 然后这个算法一打开的时候 它会让你听起来感觉你这个两个喇叭离得很开 这样的话你立体声的效果 包括你空间的应用场景 就是你的现场感会更好一些 另外呢就是我们讲的这个动态的低音增强 其实跟后面一个功能是类似的 就是它是一个 其实你可以把理解它是一个动态的 EQ 它会去看我输入信号的这个幅度 如果输入信号本身比较小的情况下 我可以把低频放的比较大 就这样把低频放的比较大 就低频跟中频的差距是比较大的 那这样的话就是说我的低音效果会很好 为了去保护这个喇叭 就是防止喇叭出现这种行程过大的情况下面 它会在幅度比较大的情况下 所以你看幅度比较大的情况下面 就是说他的这个整个增益的话 其实是低频的增益 它会把它压下来 这样的话低频不会放的特别大 就起到一个保护喇叭的作用 它等于是这个是器件本身会去动态的去调整这个 EQ 一定要把这个参数写进来 它会动态去调整 所以不是一个死的一个一个写进去就这样 所以以前那种方式还有一个坏处 就是说在播不同的音乐的时候 你会感觉那个效果会差很多 有些特定音乐可能比较好听 那有的音乐可能就比较差 因为这个的话可能效果会更好 然后另外一个就是说我们的这个动态的语音增强 其实也是一个动态的 EQ 了 它会去固定的动态去把这个人声的这个频段 这个在看电影的时候非常有用 就是有一些人声是比较轻的地方 它会固定去把人声这部分做增强 这是我们跟竞争对手的一个对比 大家可以看一下就好了 我也不用去王婆卖瓜 自卖自夸 可以看一下就出来 这个的话就跳过去了 因为后面有人会专门去讲这个东西 5760 的话前面我们刚才也讲了 就是在 highlight 就是它是一个闭环的 然后它的谐波失真什么的都非常好 模拟部分的话 其实刚才我们另外一个同事有介绍 就是我们有一个系列叫 3116 3118 还有一个 3130 这一个系列 它是不同的功率但是 pin to pin 3130 3118 的话，它的散热盘的话是在底下 那我们 3116 的话 它是在上面 所以它的功率可以做多少 它可以做到 2×50W 然后你看一下它的效率是非常高的 比之前我们前一代的效率要高很多 然后它也一样是频率可调 这边的话就不赘述了 那我今天简要给大家介绍 其实就介绍完了