智能音箱设计几大挑战分析和TI相关参考设计分享
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近几年智能音箱行业逐渐变得火热起来，在这个全球突破3000万规模的市场中，2017年更是被很多朋友称为「智能音箱产业元年」。目前智能音箱不仅具备语音交互功能，还具备AI人工智能技术、生活O2O、智能家居控制和多媒体资源播放等功能。近日，TI德州仪器市场拓展经理信本伟先生在「2018（夏季）中国智能音箱产业高峰论坛」，为大家分享了《TI智能音箱设计系统方案》，智能音箱行业在设计中会遇到的挑战，及TI的智能音箱解决方案。同时为我们展望了智能音箱行业的未来趋势。 挑战？TI实力来接招！ 1. 第一大挑战：成本 智能音箱功耗最大的就是功放的部分，是降低系统设计成本所考虑的其中一个方面。 这里需要关注两点：音质与成本间的平衡。 “音质到底怎么样”是我们的第一考量。凭借对消费电子应用的丰富经验，我们认识到，对于整个市场行业，第一个最大挑战就是成本。比如，想要保证音质，就要使用好的电感。而四个电感的价钱大概在0.12美元到0.20美元。这个成本其实很高。 这里TI挑战了业内多年来都没有挑战的一个领域：用滤波和ferrite beads实现去掉电感，为终端用户在节省系统成本的同时，实现了更好的音质表现。 2. 第二大挑战：电池寿命、热量 很少有人知道，当不放歌时，只要喇叭不关，它还是在持续耗电。 TI创新的混合调制将闲置电流减少至20毫安，较之前减少了50%；最新TPA3128及TAS5825产品系列内阻仅有90毫欧，效率却提升了90%；关机模式下的电流低至2微安。 对客户来说，他们的挑战以前是成本，现在是在不增加额外成本（电池容量）的情况下，如何使得播放时长更长，温升更低。而TI也会有新产品推出来应对这种挑战。 3. 第三大挑战：回声消除 如今很多智能音箱是用多个麦克风在做语音识别，这就牵扯到回声消除的技术。当音乐播放很大声时，如何把环境声音去掉；或者做语音识别的时候，如何把播放的音乐去掉，这些都是智能音箱设计时必须要考虑的。 Acoustic Echo Cancelation回声消除系统框图 针对外放时加入的（ambient noise）特定环境噪音，TI设计了一个新的机制— Acoustic Echo Cancelation回声消除，通过功放内部的DSP将功放本身处理后的信号（EQ, DRC等）经过内部反馈输出给主芯片进行回音消除，从而提高回音消除之后语音的识别度。最新TAS58xx系列产品，就是专门针对智能音箱这一需求而生的，通过给出一个SDOUT（电子声音输出）信号，使主处理器跟DSP实现对该信号的抵消，从而达到精准的语音捕捉。 4.第四大挑战：体积更小，音质更好 现在的智能音箱做的很美观。体积很小，圆圆的桶，或者方方的小盒子，很漂亮。但是，体积变小，它对输出功率要求反而变得更高。根据客户需求，在尺寸做小的基础上，把声音做得更大，有时对整体设计就是一个的巨大的挑战。 TAS58XX系列为数字输入闭环结构，在PPC3 GUI，3-band DRC及3D音效空间化的帮助下，具备片上高达192kHz的Hi-Res，SmartEQ声音信号处理能力。 趋势！听听TI说未来 首先，不管做什么样的音箱，最终关注的还是对音质的高追求。在高保真方面，TI可按照功能要求的等级，去配置不同的产品。 其次，做交互式语音交流，将会成为接下来一个主流的市场需求。现在市场上很多蓝牙音箱，都是没有语音识别的。而接下来蓝牙加上语音识别、语音交互将成为市场标配。 另外，音箱虽然在变小，提高输出功率是必要的。人们会想要在相对广的空间中都听到清晰的音乐。因此在提高功率的基础上，电池供电也将会是不变的需求。自带电池的便携式智能音箱才是最好的。不需要客户给每个房间置办一个音响，而是让音响们走出门去，用户可以提着智能音箱走到哪里用到哪里，这将是下一个需求的方向。 回望音箱的发展史，从大型、家用型、慢慢到个人智能方向、小型化前进，这个过程已经走近十年。而未来将是小型智能音箱的。我们会让智能音箱搭载5G技术，加上app，走出家门并且走遍世界。信先生说，为了追求漂亮的一些工业设计，我们会追求无按键的金属板等等，但在这些工业设计的背后，它就需要一些更高的需求来支持。一分钱一分货，在保证性能、音质与听感的前提下，TI会做出相应的努力，尽可能地为客户降低系统成本。 为方便进行快速系统设计，TI提供一套完整的智能音箱系统框图和子系统方案，以实现智能音箱更长的续航时间、更好的音质体验、稳定的连接性以及快读的充电效果。点击了解详情。 智能音箱系统TI 参考设计推荐： TIDA-01473: 采用 TI DLP® 技术且适用于低成本处理器的超便携、低功耗 nHD 显示参考设计
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