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

來(lái)源： Avi & Martin ，德州儀器

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(yīng)用領(lǐng)域如此廣泛。先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)正在把娛樂(lè)、信息、通信和系統(tǒng)控制服務(wù)帶入家庭、企業(yè)、汽車(chē)和其他眾多場(chǎng)所。

隨著創(chuàng)新音頻技術(shù)正在不斷應(yīng)用在各個(gè)地方：如音箱、計(jì)算機(jī)、電視、移動(dòng)設(shè)備、汽車(chē)音箱系統(tǒng)、耳機(jī)和會(huì)議系統(tǒng)，音頻質(zhì)量正接近設(shè)計(jì)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(dǎo)體器件和工具，現(xiàn)在，設(shè)計(jì)師們可以盡情發(fā)揮他們的想象力，開(kāi)發(fā)出滿足各種需求，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(biāo)準(zhǔn)

在過(guò)去幾十年中，音箱發(fā)燒友一直激勵(lì)著音頻制造商們?cè)谛阅芊矫嬗兴黄啤Ｈ缃?，音頻發(fā)燒友越來(lái)越多，他們同樣追求媲美或超越頂級(jí)音樂(lè)廳和電影院音效體驗(yàn)的專業(yè)級(jí)音效。這類消費(fèi)者衡量音質(zhì)好壞的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)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(qū)分。

隨著音質(zhì)的改善，音頻沉浸感也不斷增強(qiáng)。新的音頻格式將聲場(chǎng)擴(kuò)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(dú)立于音箱的優(yōu)勢(shì)，它能使相同的混音能在不同類型的音箱系統(tǒng)上播放。

同時(shí)，隨著音頻消費(fèi)者愈發(fā)移動(dòng)化，有線耳機(jī)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(yīng)用，新一代無(wú)線耳機(jī)和耳塞帶來(lái)了前所未有的無(wú)線音頻體驗(yàn)。許多智能手機(jī)和平板電腦制造商決定通過(guò)移除傳統(tǒng)的3.5毫米耳機(jī)插孔來(lái)節(jié)省設(shè)備空間，這也推動(dòng)了無(wú)線聽(tīng)聲的發(fā)展。

在音箱主機(jī)方面，支持多種新功能的多聲道乃大勢(shì)所趨，如中央聲道、儀表盤(pán)蜂鳴器和警告音音箱。乘客區(qū)域內(nèi)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)專為電動(dòng)車(chē)輛中的設(shè)備而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，其獨(dú)特的車(chē)內(nèi)音效與傳統(tǒng)汽車(chē)和卡車(chē)的車(chē)內(nèi)音效截然不同。減重對(duì)電動(dòng)汽車(chē)意義重大，且電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)也比汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(nèi)環(huán)境也更為安靜。音頻制造商正著手開(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(tǒng)汽車(chē)）。這種技術(shù)能檢測(cè)振動(dòng)或其他干擾雜音，并通過(guò)汽車(chē)揚(yáng)聲器發(fā)出一種對(duì)抗信號(hào)。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(yàn)。

隨著上路的電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越多，人們對(duì)低電流、高阻抗、同時(shí)也能提供高質(zhì)量音頻的揚(yáng)聲器的需求也日益凸顯。人們也要求揚(yáng)聲器線更細(xì)，這樣既能節(jié)省成本也可以減輕重量。對(duì)于音箱制造商來(lái)說(shuō)，D類音頻放大器取代AB類音頻放大器乃大勢(shì)所趨，因?yàn)檫@樣可以提供更高的功率效率，并降低系統(tǒng)的整體散熱和重量。

遠(yuǎn)程放大器是各類車(chē)輛車(chē)載音頻的發(fā)展新趨向。在車(chē)內(nèi)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(hào)發(fā)送到揚(yáng)聲器附近的放大器，從而顯著提高效率、音質(zhì)和功率分配。

車(chē)載音頻一馬當(dāng)先

如今，汽車(chē)駕駛員對(duì)車(chē)載高品質(zhì)音頻的追求不亞于其對(duì)家居音頻設(shè)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(dǎo)航、信息、安全和其他重要任務(wù)于一體的系統(tǒng)。值得一提的是，交通堵塞和日常通勤時(shí)間加長(zhǎng)使人們待在車(chē)內(nèi)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(tǒng)正成為司機(jī)和乘客必不可少的生產(chǎn)力促進(jìn)工具。

高級(jí)汽車(chē)音箱系統(tǒng)集成多個(gè)揚(yáng)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(qū)域的19個(gè)位置安裝了多達(dá)34個(gè)揚(yáng)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)和D類音頻放大器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一個(gè)單芯片集成系統(tǒng)。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)還能滿足使用者苛刻的系統(tǒng)要求。

智能家居

新一代消費(fèi)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(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用了數(shù)字助理，這給設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。這些曾經(jīng)單一用途的設(shè)備并沒(méi)有變得更大，但需要內(nèi)置傳輸音頻信息和支持虛擬助理的硬件。在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中增加使得音效環(huán)繞整個(gè)房間的音頻信號(hào)時(shí)，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，包括空間限制和散熱。

然而，隨著智能家居不斷發(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(shè)計(jì)人員將音箱發(fā)揮到極致，可實(shí)現(xiàn)低音增強(qiáng)，同時(shí)通過(guò)行業(yè)領(lǐng)先的保護(hù)功能（如循環(huán)電流控制和溫度折返）來(lái)保護(hù)放大器和系統(tǒng)。這些功能繼續(xù)推動(dòng)著家居小型智能音頻設(shè)備的發(fā)展。

許多企業(yè)希望在傳統(tǒng)意義下的會(huì)議室之外的地方辦公，但與音頻會(huì)議區(qū)域或房間的布線相關(guān)的高額費(fèi)用使它們望而卻步。對(duì)此，供應(yīng)商們現(xiàn)在正采用無(wú)線音頻解決方案，因?yàn)檫@既免去了笨重的電線，又提供了即時(shí)可配置性。

隨著音頻技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多的產(chǎn)品將突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(yàn)的條形音箱逐漸變得流行起來(lái)?，F(xiàn)在，制造商們又開(kāi)始重新設(shè)計(jì)能夠精確再現(xiàn)高清晰度音樂(lè)的無(wú)線揚(yáng)聲器，以及可以放在家庭或公司任何地方的無(wú)線電池供電衛(wèi)星音箱。

專業(yè)音頻突破傳統(tǒng)極限

專業(yè)音頻正迅速?gòu)?a href="http://www.wenjunhu.com/analog/" target="_blank">模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字，而且快速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（如TI的Burr-Brown創(chuàng)建的數(shù)據(jù)）正在加速這種轉(zhuǎn)變。新一代轉(zhuǎn)換器可在無(wú)延遲的情況下將模擬信號(hào)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，且能在吉他或調(diào)音臺(tái)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(shì)。隨著系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，模擬音頻分布的局限性日益顯著，包括信號(hào)降級(jí)、距離限制以及在信號(hào)流的各個(gè)方向上的每個(gè)通道需要一根專用電纜和連接。數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)極大地降低了布線要求，真正實(shí)現(xiàn)了信號(hào)降級(jí)。高通道數(shù)量也是可行的，所需電纜明顯減少，系統(tǒng)配置也更加靈活。

商業(yè)用戶越來(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(bào)告還是制作播客。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種方法是帶集成數(shù)字信號(hào)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(qiáng)大工具，特別是智能揚(yáng)聲器。數(shù)字信號(hào)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(qiáng)。

能夠與會(huì)議系統(tǒng)結(jié)合使用的智能麥克風(fēng)系統(tǒng)是TI Burr-Brown音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來(lái)的另一個(gè)重要趨勢(shì)。智能麥克風(fēng)技術(shù)可以自動(dòng)、連續(xù)地檢測(cè)房間中揚(yáng)聲器的數(shù)量和方向。麥克風(fēng)陣列可以立即確定講話者，且只有面向揚(yáng)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。

音頻規(guī)則

目前，新興技術(shù)受到媒體和消費(fèi)者廣泛關(guān)注，但音頻產(chǎn)品還會(huì)繼續(xù)影響人們的生活，時(shí)間比以往更長(zhǎng)久，方式也比以往更加多樣化。半導(dǎo)體是設(shè)計(jì)師用來(lái)將偉大的音頻技術(shù)理念轉(zhuǎn)化為暢銷(xiāo)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。一系列處理器、放大器、轉(zhuǎn)換器、開(kāi)關(guān)和其他設(shè)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(shè)計(jì)周期，并持續(xù)保持創(chuàng)新活力。