為響應客戶(hù)對頂級音頻質(zhì)量的需求，音頻系統設計人員正在研究高分辨率或高清（HD）音頻，因為越來(lái)越多的中端系統買(mǎi)家需要以前只能在高端系統中使用的高清音頻性能的類(lèi)型。過(guò)去，44.1kHzCD品質(zhì)采樣頻率對于大部分市場(chǎng)來(lái)說(shuō)已足夠，但是今天（和可以預見(jiàn)的將來(lái)），高保真聲音的需求只會(huì )繼續增長(cháng)。
根據專(zhuān)業(yè)和消費類(lèi)音頻設備公司，更高的采樣頻率捕獲并再現更廣泛的頻率范圍。大于20kHz音頻頻率的再現，包括超高頻諧波，給出了聲音（特別是聲學(xué)樂(lè )器）的微妙組成部分的特性。據這些音頻設備公司介紹，有一些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)使其值得轉向更高的采樣頻率，例如由于在數模轉換或模數轉換期間采用的陡峭濾波器來(lái)減少不必要的副作用。
簡(jiǎn)單地選擇一個(gè)現成的音樂(lè )播放器將不會(huì )兌現高分辨率音頻的承諾，這需要專(zhuān)門(mén)的硬件來(lái)真正享受其豐富內涵和微妙之處。當然，并非每個(gè)音頻文件或媒體都被錄制在高清音頻中。
設計高清音頻系統
與每個(gè)高性能設計一樣，采用全系統的方式處理整個(gè)音頻信號鏈，確保了強大和高性能的解決方案。因為音頻信號鏈中的每一個(gè)環(huán)節都很重要，確保它沒(méi)有最弱的環(huán)節，每個(gè)環(huán)節必須能夠滿(mǎn)足所有設計目標規格，如性能、成本、上市時(shí)間和易用性。圖1所示為HD系統中的基礎。
圖1：高清音頻系統
電源管理模塊為Wi-Fi®揚聲器電路提供正確的功率電平。假設應用由系統供電（而非電池供電），并且取決于輸出功率，電源不僅需要提供滿(mǎn)足系統功率要求所需的電壓和電流；它還需要提供干凈穩定的電源軌，以防止任何電源噪聲進(jìn)入音頻系統并降低音頻質(zhì)量。
連接模塊通過(guò)計算機、智能手機、平板電腦或支持無(wú)線(xiàn)功能的產(chǎn)品使用Wi-Fi或Bluetooth®向系統提供無(wú)線(xiàn)通信。標準藍牙模塊今天為便攜式音頻系統提供一體式解決方案，因為它們本身支持無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)音頻。但是由于無(wú)損高分辨率音頻流需要更高的帶寬，它們的有限帶寬構成了潛在的瓶頸。新的藍牙音頻編碼技術(shù)承諾增加帶寬，以支持高清音頻。
另一方面，Wi-Fi包括更大的網(wǎng)絡(luò )容量、強大的信令和更廣泛的無(wú)線(xiàn)射頻范圍。其增加的帶寬容量和系統吞吐量使其更適合于高清音頻應用。
處理器執行各種音頻處理功能，如解碼和信號均衡，同時(shí)也處理Wi-Fi和/或藍牙通信軟件堆棧。過(guò)去，CD品質(zhì)的采樣頻率可能已足夠。但是今天的高保真音頻系統對信號鏈中的處理器提出了其它要求，因為高保真音質(zhì)要求在24位音樂(lè )信號流中提供48kHz至192kHz范圍內的采樣率。
音頻模塊包含驅動(dòng)系統中揚聲器所需的所有電子設備。因為來(lái)自連接模塊和處理器的信號具有低電壓和低電流能力，因此音頻放大器為信號提供必要的更高電壓和電流能力來(lái)驅動(dòng)揚聲器系統中的驅動(dòng)器。該模塊可以包括用于將來(lái)自處理器的數字音頻信號轉換為模擬音頻信號的音頻數模轉換器（DAC），并且在數字域中提供其它音頻處理，以進(jìn)一步豐富高端系統中的客戶(hù)體驗。音頻模塊的另一個(gè)關(guān)鍵組件是音頻放大器。
音頻放大器：AB類(lèi)與D類(lèi)
為您的高清音頻系統選擇最佳音頻放大器時(shí)，您有兩種選擇：AB類(lèi)或D類(lèi)。AB類(lèi)音頻放大器是線(xiàn)性放大器，無(wú)需許多外部電子元件。但是它們的效率極低，并且需要以散熱片和風(fēng)扇的形式進(jìn)行大量無(wú)源或甚至是有源的熱管理。
另一方面，D類(lèi)音頻放大器是高效的開(kāi)關(guān)放大器，需要很少的熱管理，但它們需要輸出電感器。
多年來(lái)，高清音頻中的放大器是AB類(lèi)放大器。音頻D類(lèi)放大器被認為不符合標準，因為它們不符合HD音頻的所有要求；如今不復存在。TI的最新一代D類(lèi)放大器通過(guò)與數字引擎建立共生關(guān)系，同時(shí)有效地將增強的音頻質(zhì)量傳輸到揚聲器，提高了高清音頻系統的整體性能和效率。
優(yōu)化高清音頻設計
具有集成DAC和處理功能的高性能高清音頻放大器，如TI新的TAS5782M，可幫助音頻設計師大大簡(jiǎn)化設計，降低成本并縮短設計周期。集成DAC通過(guò)提供將音頻放大器直接連接到處理器的方式來(lái)幫助降低系統復雜性，確保最大化信號完整性，并減少組件數量。
集成音頻處理可通過(guò)將所有音頻處理卸載到放大器本身中，大大有助于降低主應用處理器的成本和計算需求。您可通過(guò)降低主處理器的成本和尺寸來(lái)進(jìn)一步降低成本和尺寸。圖2是優(yōu)化的框圖。
圖2：優(yōu)化的高清音頻系統
您是否設計了高清音頻系統？若是這樣，什么規格對您來(lái)說(shuō)最重要？ |
