手機(jī)公司利用商用芯片組時(shí),需尋找新的途徑,實(shí)現(xiàn)多樣化的產(chǎn)品外觀、手感、聲音,及能讓用戶(hù)體驗(yàn)何種功能。對(duì)于聲音來(lái)說(shuō),在不久之前,手機(jī)用戶(hù)對(duì)音頻性能的要求很低,因此,無(wú)論將何種放大器置入核心芯片組都不錯(cuò)。但是,隨著市場(chǎng)上出現(xiàn)越來(lái)越多的創(chuàng)新型電話、平板電腦和應(yīng)用程序,用戶(hù)期望也迅速提高,其中也包括音頻。用戶(hù)希望隨時(shí)隨地享用音質(zhì)良好的音頻。
通過(guò)添加DSP聲音處理(又名:音頻后處理),可消除噗噗聲,并利用其它音頻技巧,能制造高輸出(高音量)揚(yáng)聲器放大器。
音頻工程是一件藝術(shù)性工作,因?yàn)槁曇羰且环N主觀的個(gè)人體驗(yàn),音頻工程需要進(jìn)行不斷的權(quán)衡和判斷。以下例子展示了音頻工程師為給移動(dòng)平臺(tái)引入更好聲音所運(yùn)用的幾種技術(shù)。每一種都值得深入探討,但是我們僅做簡(jiǎn)單介紹,以回顧幾個(gè)重要的問(wèn)題、趨勢(shì)和解決方案。
一、動(dòng)態(tài)范圍控制(DRC)和揚(yáng)聲器保護(hù)
將家用立體聲放大器聲音(未)調(diào)高的人,會(huì)密切注意到揚(yáng)聲器過(guò)度驅(qū)動(dòng)時(shí)的情況。你的耳朵將不得不忍受刺耳的失真聲。另一方面,如果放大器不接近于揚(yáng)聲器的最大限度,揚(yáng)聲器便不會(huì)產(chǎn)生巨大聲響。需要接近一條微線。一種方法是通過(guò)動(dòng)態(tài)范圍控制來(lái)控制放大器的增益,嘗試優(yōu)化音質(zhì),以在記錄信號(hào)水平最大化時(shí)防止失真。這就像以前進(jìn)行模擬錄音時(shí),你可以邊觀察錄音機(jī)VU表(圖3),邊手動(dòng)調(diào)整輸入音量,以使指針在響亮通路時(shí)始終位于紅色區(qū)域之外,并在安靜期間提高音量,掩蓋模擬錄音機(jī)的偏差聲音。
圖1:緩慢打開(kāi)關(guān)閉時(shí)間
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二、動(dòng)態(tài)范圍、信噪比(SNR)和總諧波失真加噪聲(THD+N)
音頻性能的經(jīng)典衡量方式是信噪比或動(dòng)態(tài)范圍。如同產(chǎn)品性能的許多其它可比衡量方式一樣,信噪比受“技術(shù)指標(biāo)差距”的制約,而“技術(shù)指標(biāo)差距”的不同解讀方式被用來(lái)最好地定位產(chǎn)品,并非完全考慮客觀純度。為了提供更好的客觀性,音頻工程師協(xié)會(huì)(AES)為音頻工程衡量創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)??傊C波失真加噪聲是一種比單獨(dú)總諧波失真更常用、更有用的衡量標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槟芨鼫?zhǔn)確地再現(xiàn)使用案例(即噪聲物質(zhì))。將其帶入公式即:總諧波失真+噪聲=諧波功率+噪聲功率總和除以總輸出功率。注意,僅當(dāng)測(cè)量時(shí)的失真水平一定時(shí),輸出功率才有意義。
圖2:音頻產(chǎn)品動(dòng)態(tài)范圍
三、麥克風(fēng)和音頻后處理
移動(dòng)平臺(tái)支持幾個(gè)麥克風(fēng)變得非常必要,因?yàn)镈SP回音消除以及其它先進(jìn)音頻和語(yǔ)音處理都需要多個(gè)麥克風(fēng)。差分麥克風(fēng)輸入被用于降低噪聲、射頻和串?dāng)_的發(fā)生。在移動(dòng)音頻系統(tǒng)中,麥克風(fēng)、音頻編解碼器和DSP處理器共同來(lái)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)功能。智能機(jī)音頻的提升正在往DSP這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)集中,DSP回聲消除、3D空間和其它音頻功能利用多個(gè)麥克風(fēng)為處理提供輸入。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是需要至少兩個(gè)麥克風(fēng),是為了將語(yǔ)音信號(hào)與背景噪聲分開(kāi)。一個(gè)麥克風(fēng)聽(tīng)語(yǔ)音和背景噪聲,另一個(gè)僅聽(tīng)背景噪聲。DSP/編解碼系統(tǒng)然后收到那些信號(hào),減除噪聲,以提供更清晰的語(yǔ)音信號(hào)。
使用數(shù)字麥克風(fēng)(駐極體電容麥克風(fēng)和微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng))代替模擬麥克風(fēng)逐漸流行,受到移動(dòng)原始設(shè)備制造商的推動(dòng),因?yàn)槠鋽?shù)字痕跡對(duì)手機(jī)處理器和廣播集成電路(如基帶調(diào)制解調(diào)器)的噪聲侵?jǐn)_具有更好的免疫力。
四、減少噗噗聲
噗噗噪聲是音頻中的經(jīng)典問(wèn)題,常常發(fā)生于音頻輸入開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、靜音或連接至不同負(fù)荷時(shí),可能產(chǎn)生瞬變,可通過(guò)揚(yáng)聲器或耳機(jī)聽(tīng)到。減少噗噗聲在移動(dòng)應(yīng)用程序中日漸重要,因?yàn)橐苿?dòng)操作很自然會(huì)導(dǎo)致物體關(guān)機(jī),以節(jié)省電力。當(dāng)然,這意味著,應(yīng)再將其打開(kāi),以創(chuàng)建開(kāi)/關(guān)和關(guān)/開(kāi)過(guò)渡,導(dǎo)致聲音瞬變。在過(guò)去,減少噗噗聲是通過(guò)外部電容解決的。但是,隨著集成水平的提高,為了減少開(kāi)支,提高性能,需要消減電容,提供創(chuàng)新芯片方法來(lái)減少噗噗聲。
插入手機(jī)時(shí),內(nèi)外部麥克風(fēng)之間的轉(zhuǎn)換是噗噗聲的另一個(gè)來(lái)源。這可通過(guò)提供插入檢測(cè)電路進(jìn)行管理。緩慢打開(kāi)和關(guān)閉是抑制噗噗聲的另一種方法。緩慢打開(kāi)和關(guān)閉對(duì)于不具有隔直電容的音頻驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)非常有用,因?yàn)樗僧a(chǎn)生直流偏移電壓。緩慢打開(kāi),正如其字面意思,斜變切換電阻,使得負(fù)載電壓擺率慢慢提高,從而使噗噗聲不會(huì)出現(xiàn)。一種方法是使用緩慢開(kāi)啟的集成音頻開(kāi)關(guān)。圖2的飛兆緩慢開(kāi)啟音頻開(kāi)關(guān)展示了這一理念。此產(chǎn)品具有可調(diào)節(jié)(緩慢)打開(kāi)和關(guān)閉,其范圍為1毫秒~200毫秒。此圖顯示了100毫秒的設(shè)置。
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