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唯創(chuàng)知音如何讓語音芯片與功放芯片之間更好的配合使得產(chǎn)品音效更好

日期: 2022-05-27
瀏覽次數(shù): 1517

  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。


唯創(chuàng)知音如何讓語音芯片與功放芯片之間更好的配合使得產(chǎn)品音效更好

  

  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。


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  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。 

 

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  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。


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  七、語音芯片與功放芯片電路示例 

唯創(chuàng)知音如何讓語音芯片與功放芯片之間更好的配合使得產(chǎn)品音效更好

唯創(chuàng)知音如何讓語音芯片與功放芯片之間更好的配合使得產(chǎn)品音效更好

 

  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。


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