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音頻創(chuàng )新：汽車(chē)、智能家居和專(zhuān)業(yè)音頻應用的新風(fēng)向

文章來(lái)源：永阜康科技更新時(shí)間：2020/12/11 11:17:00

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作者：Avi Yashar，德州儀器產(chǎn)品市場(chǎng)工程師；Martin Asch，德州儀器系統工程師

在持續創(chuàng )新和增強技術(shù)的推動(dòng)之下，音頻正在進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。以下是您需要了解的關(guān)于快速發(fā)展的音頻市場(chǎng)的信息。

未來(lái)十年左右，研究人員和歷史學(xué)家在回顧今天的音頻市場(chǎng)時(shí)，可能會(huì )將其描述成為一個(gè)創(chuàng )新的黃金時(shí)代。音頻技術(shù)從未像今天這樣發(fā)展如此迅速地發(fā)展，并且應用領(lǐng)域如此廣泛。先進(jìn)的數字技術(shù)正在把娛樂(lè )、信息、通信和系統控制服務(wù)帶入家庭、企業(yè)、汽車(chē)和其他眾多場(chǎng)所。

隨著(zhù)創(chuàng )新音頻技術(shù)正在不斷應用在各個(gè)地方：如音箱、計算機、電視、移動(dòng)設備、汽車(chē)音箱系統、耳機和會(huì )議系統，音頻質(zhì)量正接近設計師十年前夢(mèng)寐以求的性能水平。利用德州儀器(TI)開(kāi)發(fā)的新一代半導體器件和工具，現在，設計師們可以盡情發(fā)揮他們的想象力，開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足各種需求，甚至是大眾和企業(yè)無(wú)法想象的音頻產(chǎn)品。

奠定高品質(zhì)音頻標準

在過(guò)去幾十年中，音箱發(fā)燒友一直激勵著(zhù)音頻制造商們在性能方面有所突破。如今，音頻發(fā)燒友越來(lái)越多，他們同樣追求媲美或超越頂級音樂(lè )廳和電影院音效體驗的專(zhuān)業(yè)級音效。這類(lèi)消費者衡量音質(zhì)好壞的關(guān)鍵標準是總諧波失真加噪音(THD+N)。極低的總諧波失真加噪音(THD+N)會(huì )使音頻放大器產(chǎn)生的聲音與原始錄音幾乎難以區分。

隨著(zhù)音質(zhì)的改善，音頻沉浸感也不斷增強。新的音頻格式將聲場(chǎng)擴展到三維空間，如天花板音箱將會(huì )營(yíng)造出令人驚嘆的杜比全景聲。

沉浸式音頻技術(shù)提供了獨立于音箱的優(yōu)勢，它能使相同的混音能在不同類(lèi)型的音箱系統上播放。

同時(shí)，隨著(zhù)音頻消費者愈發(fā)移動(dòng)化，有線(xiàn)耳機可能很快就會(huì )成為一種遺留技術(shù)。由于新型編解碼器和相關(guān)技術(shù)的應用，新一代無(wú)線(xiàn)耳機和耳塞帶來(lái)了前所未有的無(wú)線(xiàn)音頻體驗。許多智能手機和平板電腦制造商決定通過(guò)移除傳統的3.5毫米耳機插孔來(lái)節省設備空間，這也推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)聽(tīng)聲的發(fā)展。

車(chē)載音頻一馬當先

如今，汽車(chē)駕駛員對車(chē)載高品質(zhì)音頻的追求不亞于其對家居音頻設備的高品質(zhì)追求，這種追求既為了娛樂(lè )，又為了使用集導航、信息、安全和其他重要任務(wù)于一體的系統。值得一提的是，交通堵塞和日常通勤時(shí)間加長(cháng)使人們待在車(chē)內的時(shí)間不斷增加。通過(guò)提供信息、通信、協(xié)作和其他重要的連接服務(wù)，先進(jìn)的音頻系統正成為司機和乘客必不可少的生產(chǎn)力促進(jìn)工具。

高級汽車(chē)音箱系統集成多個(gè)揚聲器陣列，旨在營(yíng)造一個(gè)媲美或超越高端家庭影院效果的卓越音效氛圍。如今，一些新車(chē)在整個(gè)乘客區域的19個(gè)位置安裝了多達34個(gè)揚聲器。

目前，車(chē)載音頻技術(shù)正走上集成化的道路，通過(guò)將數據轉換器技術(shù)和D類(lèi)音頻放大器相結合，實(shí)現一個(gè)單芯片集成系統。德州儀器（TI）的Burr-Brown™音頻放大器產(chǎn)品系列可提供清晰的音質(zhì),同時(shí)還能滿(mǎn)足使用者苛刻的系統要求。

在音箱主機方面，支持多種新功能的多聲道乃大勢所趨，如中央聲道、儀表盤(pán)蜂鳴器和警告音音箱。乘客區域內的多個(gè)麥克風(fēng)輸入端和帶麥克風(fēng)陣列的音頻波束成形使駕駛員和乘客能夠更清晰、更有效地與交互式服務(wù)通信。

音頻制造商也開(kāi)始研發(fā)專(zhuān)為電動(dòng)車(chē)輛中的設備而設計的系統，其獨特的車(chē)內音效與傳統汽車(chē)和卡車(chē)的車(chē)內音效截然不同。減重對電動(dòng)汽車(chē)意義重大，且電動(dòng)發(fā)動(dòng)機也比汽油或柴油發(fā)動(dòng)機更為安靜。這樣，即使外部交通噪音和風(fēng)雨聲變得更大，室內環(huán)境也更為安靜。音頻制造商正著(zhù)手開(kāi)發(fā)噪聲消除技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題（無(wú)論是電動(dòng)汽車(chē)還是傳統汽車(chē)）。這種技術(shù)能檢測振動(dòng)或其他干擾雜音，并通過(guò)汽車(chē)揚聲器發(fā)出一種對抗信號。有了噪聲消除技術(shù)，駕駛員就可以盡情享受更為舒適高雅的駕駛體驗。

隨著(zhù)上路的電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越多，人們對低電流、高阻抗、同時(shí)也能提供高質(zhì)量音頻的揚聲器的需求也日益凸顯。人們也要求揚聲器線(xiàn)更細，這樣既能節省成本也可以減輕重量。對于音箱制造商來(lái)說(shuō)，D類(lèi)音頻放大器取代AB類(lèi)音頻放大器乃大勢所趨，因為這樣可以提供更高的功率效率，并降低系統的整體散熱和重量。

遠程放大器是各類(lèi)車(chē)輛車(chē)載音頻的發(fā)展新趨向。在車(chē)內安裝中央音頻處理電子控制單元后，這個(gè)控制單元可將處理后的音頻信號發(fā)送到揚聲器附近的放大器，從而顯著(zhù)提高效率、音質(zhì)和功率分配。

智能家居

新一代消費者技術(shù)正引發(fā)家庭生活方式的變革。通過(guò)使用智能音箱，用戶(hù)僅需一個(gè)簡(jiǎn)單的口頭指令即可從多個(gè)來(lái)源傳輸音頻信息。隨著(zhù)智能音箱越來(lái)越受青睞，制造商們正在將相同的音頻和語(yǔ)音功能添加到諸如無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)、條形音箱、智能恒溫器和智能家居中心（功能屏幕越來(lái)越多）等產(chǎn)品中。

新一代智能家居設備越來(lái)越多地應用了數字助理，這給設計帶來(lái)了挑戰。這些曾經(jīng)單一用途的設備并沒(méi)有變得更大，但需要內置傳輸音頻信息和支持虛擬助理的硬件。在現有設計中增加使得音效環(huán)繞整個(gè)房間的音頻信號時(shí)，無(wú)疑會(huì )帶來(lái)巨大挑戰，包括空間限制和散熱。

專(zhuān)業(yè)音頻突破傳統極限

專(zhuān)業(yè)音頻正迅速從模擬轉變?yōu)閿底�，而且快速的數據轉換器（如TI的Burr-Brown創(chuàng )建的數據）正在加速這種轉變。新一代轉換器可在無(wú)延遲的情況下將模擬信號實(shí)時(shí)轉換成數字信號，且能在吉他或調音臺上實(shí)時(shí)添加歌曲音效，而不會(huì )有任何明顯的延遲。

網(wǎng)絡(luò )音頻也是一個(gè)新趨勢。隨著(zhù)系統規模不斷擴大，模擬音頻分布的局限性日益顯著(zhù)，包括信號降級、距離限制以及在信號流的各個(gè)方向上的每個(gè)通道需要一根專(zhuān)用電纜和連接。數字音頻網(wǎng)絡(luò )極大地降低了布線(xiàn)要求，真正實(shí)現了信號降級。高通道數量也是可行的，所需電纜明顯減少，系統配置也更加靈活。

商業(yè)用戶(hù)越來(lái)越希望工作中的音頻質(zhì)量至少與他們家居音頻質(zhì)量一樣，不論是用于會(huì )議、報告還是制作播客。實(shí)現這一目標的一種方法是帶集成數字信號處理（DSP）功能，這是一種捕捉和處理來(lái)自各種源的音頻的強大工具，特別是智能揚聲器。數字信號處理（DSP）的優(yōu)點(diǎn)包括有源噪聲控制（消除不必要的環(huán)境聲），回聲消除以及可提高音頻質(zhì)量的音質(zhì)增強。

能夠與會(huì )議系統結合使用的智能麥克風(fēng)系統是TI Burr-Brown音頻模數轉換器帶來(lái)的另一個(gè)重要趨勢。智能麥克風(fēng)技術(shù)可以自動(dòng)、連續地檢測房間中揚聲器的數量和方向。麥克風(fēng)陣列可以立即確定講話(huà)者，且只有面向揚聲器的麥克風(fēng)會(huì )自動(dòng)打開(kāi)，而其他麥克風(fēng)會(huì )處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣就可以減少不必要的噪音。

“隨著(zhù)智能家居不斷發(fā)展，音頻放大器也越加智能�！�

然而，隨著(zhù)智能家居不斷發(fā)展，音頻放大器也越加智能。德州儀器的智能放大器功能幫助設計人員將音箱發(fā)揮到極致，可實(shí)現低音增強，同時(shí)通過(guò)行業(yè)領(lǐng)先的保護功能（如循環(huán)電流控制和溫度折返）來(lái)保護放大器和系統。這些功能繼續推動(dòng)著(zhù)家居小型智能音頻設備的發(fā)展。

許多企業(yè)希望在傳統意義下的會(huì )議室之外的地方辦公，但與音頻會(huì )議區域或房間的布線(xiàn)相關(guān)的高額費用使它們望而卻步。對此，供應商們現在正采用無(wú)線(xiàn)音頻解決方案，因為這既免去了笨重的電線(xiàn)，又提供了即時(shí)可配置性。

隨著(zhù)音頻技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多的產(chǎn)品將突破傳統的設計理念。例如，雖然體積更小的電視使空間變得狹小，但最初為獲得更好音頻體驗的條形音箱逐漸變得流行起來(lái)�，F在，制造商們又開(kāi)始重新設計能夠精確再現高清晰度音樂(lè )的無(wú)線(xiàn)揚聲器，以及可以放在家庭或公司任何地方的無(wú)線(xiàn)電池供電衛星音箱。

音頻規則

目前，新興技術(shù)受到媒體和消費者廣泛關(guān)注，但音頻產(chǎn)品還會(huì )繼續影響人們的生活，時(shí)間比以往更長(cháng)久，方式也比以往更加多樣化。半導體是設計師用來(lái)將偉大的音頻技術(shù)理念轉化為暢銷(xiāo)產(chǎn)品的基礎。一系列處理器、放大器、轉換器、開(kāi)關(guān)和其他設備隨時(shí)可用且可更新迅速，這使開(kāi)發(fā)人員能極大縮短設計周期，并持續保持創(chuàng )新活力。

正如他們在音頻黃金時(shí)代常說(shuō)的：敬請期待。

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