TI方案讓專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)系統(tǒng)更 “聲” 動(dòng)

隨著時(shí)代的發(fā)展，我們生活指數(shù)的提高，音頻設(shè)備不再僅僅是專(zhuān)業(yè)的音樂(lè)工作者或是高收入人群才會(huì)觸及的產(chǎn)品，越來(lái)越多的大眾場(chǎng)合都能看到它們的身影。今天我們先來(lái)一起看看這兩年越來(lái)越火的專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)設(shè)備。

您能看到麥克風(fēng)身影的場(chǎng)合有很多：樂(lè)器的演奏及歌唱表演，會(huì)議室開(kāi)會(huì)，旅游景點(diǎn)的導(dǎo)游介紹，以及這兩年火起來(lái)的網(wǎng)紅直播，自媒體人的vlog視頻拍攝 ……

麥克風(fēng)設(shè)備按照通訊協(xié)議，可以劃分為：有線(xiàn)麥克風(fēng)及無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)。一般在不考慮便攜性的場(chǎng)合下，如錄音棚或網(wǎng)紅直播的時(shí)候，基本上都是用有線(xiàn)麥克風(fēng)。但有些場(chǎng)合中，不方便帶一堆的線(xiàn)纜，這時(shí)候便攜的無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)就是寵兒。

麥克風(fēng)設(shè)備按照麥克風(fēng)頭的物理結(jié)構(gòu)，又可以分為：動(dòng)圈式麥克風(fēng)，電容式麥克風(fēng)，硅麥……其中動(dòng)圈式麥克風(fēng)所需要的外圍電路簡(jiǎn)單輕巧。電容式麥克風(fēng)的聲音優(yōu)異，但是需要額外的幻象電源進(jìn)行供電。硅麥?zhǔn)沁@兩年隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展而興起的數(shù)字麥克風(fēng)， 體積輕巧。

麥克風(fēng)系統(tǒng)中，音質(zhì)是首當(dāng)其沖需要考慮的因素。 音頻鏈路的元器件選擇和音頻鏈路的設(shè)計(jì)都將會(huì)影響音質(zhì)：運(yùn)放、音頻ADC、音頻DAC的應(yīng)該怎么選擇？音頻ADC的前級(jí)電路是應(yīng)該使用差分還是單端結(jié)構(gòu)？音頻DAC的后級(jí)電路呢？

其次電源軌的多樣性，也是工程師在搭建麥克風(fēng)系統(tǒng)時(shí)要斟酌的因素之一：電容麥的幻象電源該怎么設(shè)計(jì)？無(wú)線(xiàn)麥的電池充電電路該怎么設(shè)計(jì)？無(wú)線(xiàn)麥的系統(tǒng)功耗該怎么優(yōu)化來(lái)延遲電池的使用壽命？運(yùn)放供電的正負(fù)電源軌該怎么設(shè)計(jì)？

設(shè)計(jì)之初，您可以在TI官網(wǎng)上找到專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)的系統(tǒng)框圖，如下?？驁D中每個(gè)子模塊都是可以選擇的，點(diǎn)擊之后，就能夠看到TI在這個(gè)子模塊有的參考設(shè)計(jì)以及物料推薦。

下文將為您介紹幾款適合使用在專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)系統(tǒng)中的TI明星產(chǎn)品

1. 音頻運(yùn)放：

2000年，TI對(duì)Burr-Brown的收購(gòu)將Burr-Brown的精密信號(hào)鏈技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)與TI先進(jìn)半導(dǎo)體工藝技術(shù)和制造專(zhuān)長(zhǎng)相結(jié)合。如今，新一代的TI音頻運(yùn)放OPA16xx 系列即是TI與Burr-Brown的完美結(jié)合：工藝進(jìn)步改善了組件的線(xiàn)性度，從而實(shí)現(xiàn)了更低失真，高保真度的信號(hào)處理。

如下是TI音頻運(yùn)放選型一覽表： 其中OPA1678, OPA1656, OPA1632 可幫您的麥克風(fēng)產(chǎn)品涵蓋從低端到高端的市場(chǎng)需求。

若您的麥克風(fēng)系統(tǒng)是無(wú)線(xiàn)的通訊協(xié)議，建議考慮CMOS結(jié)構(gòu)的音頻功放。CMOS結(jié)構(gòu)的音頻運(yùn)放中，電流引起的噪聲會(huì)比BJT結(jié)構(gòu)小很多，并且對(duì)無(wú)線(xiàn)的耐受性更強(qiáng)。TLV6742和OPA1671是5V供電的，既是CMOS結(jié)構(gòu)也低壓低功耗，非常適合帶電池的無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)產(chǎn)品中。

2. 音頻ADC:

TI音頻ADC在這兩年得益于新工藝，確實(shí)有了不錯(cuò)的發(fā)展。主要優(yōu)勢(shì)如下：

功耗：

-每個(gè)通道的功耗都低于9mW@48kHz

-單電源供電

-超低功耗睡眠模式

-提高帶電池產(chǎn)品中的電池使用壽命

音質(zhì)：

-更高的動(dòng)態(tài)記錄范圍

-同系列家族產(chǎn)品：DNR高達(dá)113dB (動(dòng)態(tài)范圍增益關(guān)閉的情況下) 和DNR高達(dá)123dB (動(dòng)態(tài)范圍增益關(guān)閉的情況下)的可供選擇

拓展性強(qiáng)：

-業(yè)界能達(dá)到123dB指標(biāo)的功耗最低方案

-硬件控制和軟件控制可選擇

-2通道和4通道可選擇

低延時(shí)：

-支持的采樣率可到786kHz

-內(nèi)置濾波器選項(xiàng)靈活，包括線(xiàn)性相位、低延遲和超低延遲

其他的系列中的型號(hào)還有：

3. 音頻DAC:

TI 音頻DAC產(chǎn)品的覆蓋面也非常廣，有硬件控制的, 有軟件控制的， 有單端輸出的，有平衡輸出的。如下幾個(gè)專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)系統(tǒng)中的主推型號(hào)供您參考：

PCM5102A: 2CH, 24Bit, 106dB SNR, FS<=384kHz

PCM5122: 2CH, 24Bit, 112dB SNR, FS<=384kHz

PCM1794A: 2CH, 24Bit, 127dB SNR, FS<=192kHz

PCM4104: 4CH, 24Bit, 118dB SNR, FS<=192kHz

4. 電源軌：

文章開(kāi)頭有提到專(zhuān)業(yè)麥克風(fēng)系統(tǒng)中的電源軌設(shè)計(jì)也非常的多樣。通常會(huì)有給運(yùn)放供電的正負(fù)電源軌， TI的電荷泵方案就是很好的選擇，如LM2776, LM27761, LM27762等。有線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)中，若是電容麥還需要一個(gè)幻象電源給金屬電極進(jìn)行供電，常見(jiàn)的幻象電源電壓為12V，24V和48V。TI的升壓開(kāi)關(guān)電源芯片集成度高，效率高，如TPS61390, LM51571就是很好的選擇。

5. 無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)：

若您的麥克風(fēng)系統(tǒng)是無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)。通常會(huì)用使用到1節(jié)或多節(jié)鋰電池。一般1節(jié)鋰電池，使用線(xiàn)性充電管理芯片即可。若多節(jié)鋰電，選擇開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的充電管理芯片會(huì)效率更高。

如下無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)框圖中的BQ25170是TI主推的線(xiàn)性充電管理芯片，非常適合使用在1節(jié)鋰電池的無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)中。主要優(yōu)點(diǎn)如下：

BQ24040的新一代

VBAT可通過(guò)單顆電阻選擇為：1V, 4.2V, 4.35V, 4.4V

支持0°到45°的HOT/COLD閾值設(shè)置

除了音頻信號(hào)鏈和電源軌的設(shè)計(jì)，在無(wú)麥克風(fēng)中間，無(wú)線(xiàn)傳輸方案的選擇也很重要。 常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議有： 2.4GHz，BLE，Sub1GHz。 TI的無(wú)線(xiàn)傳輸方案主打低功耗，可以大大延長(zhǎng)無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)系統(tǒng)中充滿(mǎn)電電池的工作時(shí)間。

審核編輯：郭婷