一、摘要

　　隨著社會的飛速發(fā)展和人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要、人們對安全意識的加強(qiáng)及讓低學(xué)歷的中老年人需要通過語音的指引安全放心的使用各種產(chǎn)品等，使得各電器設(shè)備都有加裝“心聲”，這就加大了市場對語音芯片、功放芯片的需求。

　　為了讓更多的產(chǎn)品更加有愛，隨時回應(yīng)用戶的愛，在唯創(chuàng)知音時刻響應(yīng)市場的號召，研發(fā)及推出各類高音質(zhì)、適合不同用戶的語音芯片、功放芯片；分別為：WT2003H系列語音芯片、WT2605系列藍(lán)牙語音芯片、WTK6900系列語音識別芯片、WT588系列、WTN系列等語音類芯片；WT8002、WT8673、WT8302、WT9110B、WT8623、WT8871等功放芯片。

　　二、音源　　

　　音源，即音色資源，總共分為兩大類。第一類群是硬體音源，呈現(xiàn)方式以電子樂器最為常見，內(nèi)部硬體擁有龐大的聲庫支持，一般來說擁有市面上最杰出音色采樣；第二類群是軟體音源，此類音源要在電腦上的MIDI介面運(yùn)行，需要有宿主軟體的支持，常見格式為VST，由宿主載入使用，音色優(yōu)劣單純以開發(fā)商采樣水準(zhǔn)決定，公正的評鑒，優(yōu)秀的音源可以達(dá)到以假亂真的效果。

　　三、語音芯片概述　　

　　語音芯片是芯片內(nèi)的一部分，語音IC，英文名叫:Speech IC ，與MCU配合則叫：Speechmcu 。中文又被叫做聲音芯片、音樂芯片。定義為：芯片內(nèi)置少量存儲空間，1Mbit--4Mbit，存儲時間40-160秒的，可以由按鍵控制或MCU控制的，直接發(fā)聲的集成電路芯片。目前唯創(chuàng)知音有很多種類型的語音芯片：帶觸摸功能的語音芯片（WT2003H）、帶語音識別功能的語音芯片（WTK6900G、WTK6900H等）、帶錄音功能的語音芯片（WT2000H）、帶藍(lán)牙功能的語音芯片（如WT2605）等。都是且有強(qiáng)大MCU能力的語音芯片。

　　四、功放芯片　　

　　1、功放的作用：就是把來自語音芯片輸出的DAC音頻信號或前級放大器的弱信號放大，推動音箱放聲。一套良好的音響系統(tǒng)中功放的作用功不可沒。

　　2、功放電路中會有哪些變量：A、音源幅值大小（MP3格式、WAV格式等）；B、語音芯片DAC輸出峰峰值大小；C、耦合電路RC取值大小（RC后的峰峰值為功放芯片音頻輸入），其它C的取值為104、105等作為固定值（電容C的取值與需要的頻率有關(guān)），然后通過調(diào)節(jié)電阻來決定功放輸出功率；D、喇叭阻抗與功率大小；E、功放芯片增是否是固定值（有些功放芯片的增益是可以通過外部電路調(diào)節(jié)）；F、功放芯片供電電源取值大小，假設(shè)A、B、C、D、E點的值固定后為10%失真的標(biāo)準(zhǔn)最大功率輸出，此時降低功放芯片的供電電壓就會使得失真更大從而導(dǎo)致音質(zhì)差，可能會出現(xiàn)波音問題。G、如果功放芯片帶有開關(guān)使能控制，需要MCU輸出BUSY信號控制功放開、關(guān)機(jī)的，那么就有功放開啟時間和關(guān)閉時間，這個很重要，主要是解決播音時、播音完畢時、打開電源時、關(guān)閉電源時產(chǎn)生的“POPO”聲音。　　

　　3、喇叭如何選擇　　

　　市面上的喇叭阻抗會有15%的誤差，我們在調(diào)節(jié)合適的輸出功率時，需要用最小的阻抗值去匹配才能做到功放不破音的一致性；喇叭功率必須選用額定功率——能持續(xù)1天時間在環(huán)境溫度+40度與標(biāo)注的額定功率下正常工作，不會燒喇叭；

　　4、功放輸出功率計算公式　　

　　首先，我們需要固定功放的供電電壓、增益、喇叭阻抗等參數(shù)；接著我們需要給語音芯片中放入1KHz正弦波音源，并使得軟件設(shè)置為最大音量輸出，然后通過示波器抓取語音芯片DAC腳輸出的最大有效峰峰值（有效發(fā)聲部分）；再通過調(diào)節(jié)RC匹配10%失真下的標(biāo)準(zhǔn)最大功率輸出；最后，我們用示波器抓取喇叭兩端的峰峰值來計算功放最大輸出功率：　　

　　（功放輸出峰峰值（V）/ 2 *0.707）2 / 喇叭阻抗

　　5、功放輸出功率驗證　　

　　方法一：在第4點中所述的環(huán)境下驗證，使用萬能表電壓檔測試功放芯片的供電電壓有功放芯片的工作電流（瞬間播放最大值），U*I得出功率值，用第4點中公式算得的功率值減去U*I得出的功率值，如果為負(fù)值的話說明輸出功率超出安全范圍；還有一種情況下會出現(xiàn)負(fù)值，當(dāng)RC的值匹配了當(dāng)時電壓、音源、語音芯片DAC輸出下的最大輸出功率，此時如果將功放芯片的電源電壓降低，就會出現(xiàn)負(fù)值；　　

　　方法二：在第4點中所述的環(huán)境下驗證，通過功放輸出波形的失真情況判斷是否失真10%。　　

　　方法三：采用失真儀測試驗證；

　　五、音源、語音芯片及功放之間的關(guān)系　　

　　1、首先把語音文件通過程序編號存放于語音芯片內(nèi)部存儲器中；　　

　　2、接著語音文件通過語音芯片處理后輸出音頻信號；　　

　　3、然后通過RC電路輸出合適的語音頻段及音量大小；　　

　　4、接著通過語音芯片IO口輸出BUSY信號在合適的時間控制功放開、關(guān)，從而解決“POPO”聲音；　　

　　5、最后由功放推動喇叭輸出人們想要的聲音效果。

　　六、如何解決“POPO”聲音　　

　　1、“POPO”聲音來源于播音時、播音完畢時、打開電源時、關(guān)閉電源時產(chǎn)生的“POPO”電平瞬間變化。　

　　2、“POPO”聲音問題分析及解決　　

　　t0~t1=20.8mS? 、t1~t2=32.8mS（含淡入，與語音有關(guān)，30mS左右）、t2~t3=112.8mS（含功放使能時間104.4加靜音時間）? 、t4~t5=30mS（含淡出，與語音有關(guān)）　　

　　說明：　　

　　A、t0~t1按鍵觸發(fā)至BUSY使能，程序耗時20.8mS；　　

　　B、t1~t2與t4~t5中語音淡入、淡出時間各30mS，主要用于去除“POPO”聲，因淡入淡出時間不夠長，在沒有功放使能（BUSY）控制下會有“POPO”聲；　　

　　C、如果要避免“POPO”聲，可以通過加大淡入淡出斜率或者延后開啟功放使能和提前關(guān)閉功放使能來實現(xiàn)，主要缺點為功放輸出（聲音）會滯后觸發(fā)100~260mS；　　

　　D、如圖片所示，BUSY功放使能開啟功放的情況下，WT8673、WT8623、WT8002等功放芯片的相關(guān)數(shù)據(jù)基本一致。

　　七、語音芯片與功放芯片電路示例　

　　唯創(chuàng)知音作為一家專注于語音技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，始終堅持以“服務(wù)好工程師”為目標(biāo)，以行業(yè)語音交互器件標(biāo)準(zhǔn)化為方向，致力于讓復(fù)雜變簡單，提供快捷的語音、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。WT588F02B/WT2003H/WTN6系列語音芯片應(yīng)用設(shè)計方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費(fèi)電子行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已有成熟的應(yīng)用案例。消費(fèi)類電子產(chǎn)品應(yīng)用是公司重要的發(fā)展領(lǐng)域，未來，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標(biāo)準(zhǔn)化語音芯片，進(jìn)一步提升工程師的設(shè)計體驗，為消費(fèi)類電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化賦能。