ADC讓智能音箱更清晰 產(chǎn)品一定會越來越契合用戶的需求
在眾多智能產(chǎn)品中,智能音箱以千萬級的出貨量在 AI 市場頭部領(lǐng)跑,曾經(jīng)的 AI 入口之爭走向明朗。如果你問用戶智能音箱存在哪些問題,絕大部分人會回答:不夠智能。為什么不夠智能?它總說自己沒聽清楚,經(jīng)常是一家三口輪流對著音箱大吼大叫,歡樂的氛圍蕩然無存。更讓用戶心有余悸的是,當(dāng)一家人在聊天時(shí),它還會隨便插話,讓人驚心肉跳,很多用戶不得不斷電才能讓它閉嘴。
究其技術(shù)原因,都是因?yàn)?u>音頻采集環(huán)節(jié)不夠精準(zhǔn),才造成智能音箱像一個(gè)不夠成熟的小孩“胡言亂語”,模擬的問題還要模擬專家來解決,我們先把目光對準(zhǔn)模擬老大 TI?!拔覀?yōu)榱嗽鰪?qiáng)音頻領(lǐng)域的實(shí)力,收購了 Burr Brown,并一直延續(xù)這一品牌在音頻上獨(dú)特的技術(shù),包括 ADC、DAC、高性能 D 類放大器,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,以及音頻運(yùn)算放大器?!?TI 音頻產(chǎn)品市場工程師 Abhi Muppiri 對與記者表示,“新發(fā)布的 TLV320ADC5140 是業(yè)界具備同等性能的體積更小的四通道音頻 ADC,可以在嘈雜的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)低失真錄音,還可以在任何環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)場高保真錄音?!?/p>
TI 音頻產(chǎn)品市場工程師 Abhi Muppiri
讓智能音箱聽得清的“秘訣”
用戶都在等待智能音箱“長大”的那一天,TLV320ADC5140或許可以在音頻采集端讓它“耳聰目明”。Abhi 介紹,“TLV320ADC5140 具有內(nèi)置的 120dB 動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)器(DRE)。在系統(tǒng)層面,即使在非常靠近音箱輸出的情況下,DRE 方案仍可在保持低失真錄音的同時(shí)增強(qiáng)低音量音頻信號。DRE 還可以改善所有環(huán)境中的遠(yuǎn)場高保真錄音。”
DRE 其實(shí)是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),這個(gè)技術(shù)是 TI 和合作伙伴一起研發(fā)的,可以將動(dòng)態(tài)范圍從 106 dB 提高到 120dB。而且 DRE 是一個(gè)閉環(huán)控制,經(jīng)過信號采樣、轉(zhuǎn)換,然后送到 DRE,如果 DRE 發(fā)現(xiàn)信號存在問題,再將信號返回進(jìn)行調(diào)整,然后再輸入。經(jīng)過這樣的篩選就能保證所采集的音頻準(zhǔn)確性大大提高。
TLV320ADC5140 最多可支持麥克風(fēng)輸入的四個(gè)模擬通道或八個(gè)數(shù)字通道(或其組合)進(jìn)行同步采樣,從而確保了系統(tǒng)靈活性,另外還提供增益和相位校準(zhǔn)等可編程功能,以均衡麥克風(fēng)陣列失配。其他功能包括可編程增益放大器、高通濾波器、通道混合以及線性相位或超低延遲濾波器。
另外,TLV320ADC5140 還具有體積小,系統(tǒng)功耗低的優(yōu)勢,其內(nèi)置功能可以幫助工程師減輕數(shù)字信號處理任務(wù)的負(fù)擔(dān),從而可以在不犧牲系統(tǒng)可靠性的情況下縮小設(shè)計(jì)體積。在 48kHz 時(shí),每個(gè)通道的功耗僅為 9.5mW。
遠(yuǎn)場錄音聲音再小也能“聽清”并采集
DRE 技術(shù)不僅用于智能音箱,還可以用于錄音系統(tǒng)。目前的錄音系統(tǒng)如果超過一定的距離,音頻就模糊不清,甚至造成內(nèi)容丟失。尤其是在酒店、機(jī)場等環(huán)境嘈雜的場所中,原音和噪音很難分辨,TLV320ADC5140 的處理方式是將原音和噪音全部錄制下來,然后發(fā)送給處理器過濾噪聲。另外,如果原音和噪音聲音都比較小,TLV320ADC5140 可以將原音和噪音進(jìn)行放大,然后再發(fā)給處理器進(jìn)行處理。Abhi 強(qiáng)調(diào),“我們現(xiàn)有的方案,動(dòng)態(tài)范圍比較高,可以收集到很小的聲音信號,能夠在 10 米以外進(jìn)行遠(yuǎn)場語音采集,對難以捕捉的聲音命令的識別能力增強(qiáng)很多?!?/p>
麥克風(fēng)也分為數(shù)字和模擬兩種,數(shù)字麥克風(fēng)輸出的是數(shù)字信號,工作時(shí)未必用到 ADC 的所有功能,模擬麥克風(fēng)會用到 ADC 的全部特性。Abhi 解釋,這款產(chǎn)品更適合模擬麥克風(fēng)。但是也要看用戶的實(shí)際應(yīng)用,比如攝像頭,同時(shí)包含數(shù)字和模擬部分;在筆記本中,數(shù)字麥克風(fēng)比較多,至于智能音箱會選擇數(shù)字還是模擬,這取決于用戶對音質(zhì)的要求,自然是模擬麥克風(fēng)的音質(zhì)更好。隨著用戶越來越追求更好的品質(zhì),模擬產(chǎn)品更有優(yōu)勢。我們?yōu)榭蛻籼峁└`活的方案,既支持模擬也支持?jǐn)?shù)字。
其實(shí)在智能語音領(lǐng)域,在國內(nèi)不僅智能語音算法成熟,而且有些設(shè)備公司已經(jīng)開始涉足語音處理芯片,包括出門問問、Rokid 等,不僅芯片本身更契合自身的語音設(shè)備,而且在成本上更有優(yōu)勢。TI 作為模擬市場的老大,在 2011 年發(fā)布過一款 DM3725 處理器用于語音處理市場以后,后來就遲遲沒有再次深入發(fā)力,是市場競爭太激烈 TI 想走差異化路線?Abhi 的回復(fù)是,TI 還是傾向于發(fā)揮自己所擅長的領(lǐng)域,我們的模擬占比很大,優(yōu)勢在于工藝、制造,我們想集中精力辦大事,把 ADC 產(chǎn)品做精做好。
TLV320ADC 系列產(chǎn)品分為高中低三檔,其中 TLV320ADC3140 是入門級,沒有 DRE 特性,檢測距離也不是很遠(yuǎn),TLV320ADC 5140 處于中檔,能夠改善跨房間的音頻采集,并增強(qiáng)對高端智能音箱、條形音箱、無線音箱、高清電視、IP 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、電話會議系統(tǒng)和智能家電等應(yīng)用中的難以捕捉的聲音命令的識別;TLV320ADC6140 是高端產(chǎn)品,用于專業(yè)級錄音場景,具有更高的 SDR,動(dòng)態(tài)范圍可以達(dá)到 130DB。這三款產(chǎn)品定價(jià)分別在 1K 片 1.99 美元、2.99 美元、4.99 美元,折合成人民幣最高可達(dá)到 30 多元,對于競爭異常激烈的中國市場,或許用戶在價(jià)格面前會有所猶豫,但是隨著購買數(shù)量的增加,TI 表示價(jià)格會有所浮動(dòng)。
雖然 ADC 技術(shù)不能完全決定智能音箱產(chǎn)品的“聰明”程度,但是在音頻采集前端能夠讓音箱聽得更清晰,后期加上處理和算法的精進(jìn),智能音箱產(chǎn)品一定會越來越契合用戶的需求。