隨著(zhù)用戶(hù)對智能手機、筆記本電腦、平板電腦等設備的語(yǔ)音清晰度及噪聲管理的期望不斷提升，尤其是在快速擴充的VoIP市場(chǎng)，設計人員面臨著(zhù)極復雜的語(yǔ)音管理設計挑戰。本文將重點(diǎn)介紹安森美半導體針對這些應用的BelaSigna R262語(yǔ)音捕獲及寬帶降噪系統級芯片(SoC)方案的關(guān)鍵特性、應用優(yōu)勢及開(kāi)發(fā)支持，幫助他們設計出不論何地及怎樣通信都提供清晰語(yǔ)音的極具吸引力的設備。
 
BelaSigna R系列產(chǎn)品的特性
安森美半導體BelaSigna R系列語(yǔ)音捕獲SoC的設計專(zhuān)門(mén)用于應對嘈雜環(huán)境下語(yǔ)音通信的聲學(xué)設計挑戰。R系列的第一款產(chǎn)品是支持雙麥克風(fēng)的BelaSigna R261，支持雙麥克風(fēng)直接輸入，噪聲消減算法內置于集成的ROM存儲器中，基于數字信號處理器(DSP)結構的應用控制器提供高性能及超低能耗，提供雙通模擬輸出，并支持數字麥克風(fēng)輸出。
最新推出的BelaSigna R262則是BelaSigna R261的升級產(chǎn)品，提供更高性能，而且更易用。這器件同樣集成了DSP、穩壓器、鎖相環(huán)、電平轉換器及存儲器，采用占位面積不足6平方毫米的極小WLCSP封裝，所需電路板空間小于通常須采用額外外部元器件而明顯更大的競爭方案。這就簡(jiǎn)化及加速設計過(guò)程，幫助工程師達成減小設計尺寸的挑戰性目標。

圖1：BelaSigna® R262采用先進(jìn)的實(shí)時(shí)自適應語(yǔ)音處理，提供高達25 dB的降噪
BelaSigna R262采用先進(jìn)的雙麥克風(fēng)實(shí)時(shí)自適應語(yǔ)音提取算法，能夠在不預先知道聲源或麥克風(fēng)位置的情況下析取語(yǔ)音信號。這種算法利用全局優(yōu)化準則，同時(shí)在頻域、時(shí)域和空域工作，，提供25 dB噪聲抑制能力，能夠實(shí)時(shí)分離需要的語(yǔ)音與環(huán)境噪聲，同時(shí)能夠保證音質(zhì)自然，可以有效配合各種品質(zhì)的麥克風(fēng)工作。BelaSigna R262為VoIP通信提供完整的8 kHz帶寬的寬帶語(yǔ)音捕獲，能消除混響，并支持360°語(yǔ)音拾取，適合多種使用場(chǎng)合。
 
BelaSigna R262關(guān)鍵優(yōu)勢
BelaSigna R262具有易于集成、有效捕獲語(yǔ)音及設計靈活等關(guān)鍵優(yōu)勢。
首先，這器件是現成可用方案，能夠以直接連接至音頻輸入的兩個(gè)麥克風(fēng)代替單麥克風(fēng)，支持5密耳(mil，千分之一英寸)線(xiàn)寬走線(xiàn)及線(xiàn)間距的印制電路板(PCB)，且與BelaSigna R261引腳兼容，易于移植到使用BelaSigna R261的現有產(chǎn)品。
其次，這器件支持會(huì )議、手機通話(huà)及一臂之隔等多種使用場(chǎng)合，有效地捕獲語(yǔ)音。
在會(huì )議模式下，BelaSigna R262能夠捕獲多達6米遠的語(yǔ)音，同時(shí)衰減噪聲，消除混響。這器件在會(huì )議模式下支持用戶(hù)360°自由移動(dòng)，提供極大的靈活便利性。這種模式適合于筆記本、平板電腦及免提模式下的手機。
在手機通話(huà)模式下，BelaSigna R262支持在設備周?chē)鷦?chuàng )建虛擬“氣泡”，因而大幅降噪；而且支持在嘴部周?chē)�自由移�?dòng)手機，不會(huì )降低性能。這種模式適用于手機通話(huà)模式。
一臂之隔模式適合于私人聊天模式下的筆記本及平板電腦。這種模式在降噪與語(yǔ)音捕獲距離之間平衡取舍。

圖2：BelaSigna R262能夠在多種使用場(chǎng)合下有效捕獲語(yǔ)音。 
這器件的第三項關(guān)鍵優(yōu)勢就是設計靈活，主要體現在對產(chǎn)品的工業(yè)設計或麥克風(fēng)型號沒(méi)有限制。BelaSigna® R262不僅兼容寬范圍的麥克風(fēng)，而且對麥克風(fēng)的布局或產(chǎn)品工業(yè)設計沒(méi)有施加約束。這器件不僅支持雙麥克風(fēng)降噪，在使用一個(gè)麥克風(fēng)也可提供與使用兩個(gè)麥克風(fēng)差不多一樣好的性能。此外，這器件具有寬帶處理支持能力，支持Skype VoIP通話(huà)。

圖3：BelaSigna® R262能夠靈活地用于多種語(yǔ)音捕獲設備。
此外，BelaSigna® R262還具有極小尺寸和低能耗的優(yōu)勢。這SoC采用尺寸約為2.233 mm x 2.388 mm (約5.34 mm²)的極小WLCSP封裝(含26凸點(diǎn)和30凸點(diǎn)兩種版本)，易于集成到終端應用的工業(yè)設計中。其中，具備完整30凸點(diǎn)的封裝版本提供全部功能，包含EEPROM讀取旁路，適合要求3或2密耳的走線(xiàn)/線(xiàn)距PCB；26凸點(diǎn)封裝版本減少I(mǎi)/O選擇，無(wú)硬件復位引腳，僅提供1路模擬輸出，適合5密耳走線(xiàn)/線(xiàn)距PCB。這器件支持1.8 V至3.6 V工作電壓，提供極低能耗，在3.3 V滿(mǎn)載工作條件下的電流消耗僅為17 mA，在待機模式下的電流消耗僅為約40 µA。如此低能耗幫助延長(cháng)便攜設備電池使用時(shí)間，而且性能不會(huì )受損。
 
BelaSigna R262豐富的硬件和軟件開(kāi)發(fā)支援
BelaSigna R262的應用示意圖如圖4所示。

圖4：BelaSigna R262的應用示意圖。
為了幫助客戶(hù)開(kāi)發(fā)，安森美半導體還提供豐富的評估硬件，包括客戶(hù)原型平臺(CPP)、模擬演示板、原型模塊及通信加速器適配器(CAA)等。其中，客戶(hù)原型平臺包含更多功能，使用板載MEMS麥克風(fēng)或插入客戶(hù)自己的麥克風(fēng)，采用板載AAA電池自供電或設計人員提供自己的供電方式，支持對BelaSigna R262進(jìn)行完整評估。

圖5：安森美半導體為BelaSigna R262提供豐富評估硬件，幫助客戶(hù)開(kāi)發(fā)。
便攜電池供電型模擬演示板的尺寸為52 mm x 25 mm x 20 mm，立體聲輸出顯示兩種同步的使用場(chǎng)合，能插入到任何標準麥克風(fēng)輸入，適合于評估BelaSigna® R262的性能。
原型模塊尺寸為22 mm x 6 mm，具有板載2.048 MHz振蕩器，簡(jiǎn)單提供3.3 V電源并連接輸出，提供模擬及DMIC輸出，適合設計原型以評估BelaSigna® R262。此外，連接至BelaSigna芯片的高速USB接口用于生產(chǎn)期間的開(kāi)發(fā)、調試及編程。
此外，安森美半導體還提供支持所有BelaSigna® R系列芯片的直觀(guān)易用的Windows應用軟件，方便設計人員進(jìn)行現場(chǎng)配置BelaSignaR262，支持在設計入選過(guò)程中運行診斷工具，而且可以根據設計人員的配置變更重新產(chǎn)生并重新傳送定制的EEPROM狀態(tài)參數。
 
小結：
BelaSigna R262是獨特的現成可用方案，用于帶有極復雜語(yǔ)音管理設計挑戰的通信設備。隨著(zhù)客戶(hù)對語(yǔ)音清晰度及噪聲管理的期望不斷提高，尤其是在快速擴充的VoIP市場(chǎng)，設計人員能獲得像安森美半導體BelaSigna R262這樣的技術(shù)尤為重要，幫助他們設計出極具吸引力之語(yǔ)音通信設備，不論何地及怎樣通信，都提供清晰語(yǔ)音效果，幫助優(yōu)化用戶(hù)體驗。