不知不覺得我們對語音控制和交流有了更多的依賴，你是否和我一樣也越來越習慣用語音和機器對話？語音控制可以提高汽車在行駛過程中的安全性，可以使消費類產品變得更智能和具有更多功能，隨著語音交互逐漸成為日常生活中的一部分，高品頻音頻效果已然成為現代生活的一種追求。據統計，到2020年，有近500億設備具有音頻接口需求，如音箱、計算機、電視、移動設備、汽車音箱系統、耳機和會議系統，甚至包括冰箱、洗衣機、空調等等，說不定未來遙控器也會被語音控制取代，但前提是你的設備必須要具備高品質的音頻效果。以音頻應用在智能家居領域來說，目前有兩大挑戰，其一是在嘈雜的噪音環境中拾取目標聲音，二是當目標音量源較小且噪音過大時，如何分辨目標聲音？為解決上述所面臨的挑戰，TI近期發布了新型Burr-Brown音頻ADC，支持比行業同類產品遠4倍的遠場語音采集。德州儀器音頻產品市場工程師Abhi Muppiri先生表示，該器件-TLV320ADC5140可在嘈雜的環境中實現低失真錄音，還可以在任何環境中進行遠場高保真錄音。
TLV320ADC5140優勢和特點
TI官網顯示，TLV320ADC5140所具有以下四大優勢：
• 利用波束形成系統，在任何環境中都可以清晰地采集音頻：TLV320ADC5140具有內置的120dB動態范圍增強器（DRE）。在系統層面，即使在非常靠近音箱輸出的情況下，DRE方案仍可在保持低失真錄音的同時增強低音量音頻信號。DRE還可以改善所有環境中的遠場高保真錄音。
• 優質麥克風提供了高品質的語音兼容性：TLV320ADC5140是首款完全支持超過106dB動態范圍的最新高信噪比麥克風的ADC。
• 領先的集成支持多功能系統設計：TLV320ADC5140最多可支持麥克風輸入的四個模擬通道或八個數字通道（或其組合）進行同步采樣，從而確保了系統靈活性，另外還提供增益和相位校準等可編程功能，以均衡麥克風陣列失配。其他功能包括可編程增益放大器、高通濾波器、通道混合以及線性相位或超低延遲濾波器。
• 體積小，系統功耗低：TLV320ADC5140的內置功能可以幫助工程師減輕數字信號處理任務的負擔，從而可以在不犧牲系統可靠性的情況下縮小設計體積。在48kHz時，每個通道的功耗僅為9.5mW。
德州儀器（TI）音頻產品市場工程師Abhi Muppiri先生解讀新型Burr-Brown™音頻ADC產品
細說音頻在智能家居中面臨的挑戰
與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，提供全方位的信息交互功能。但現有的智能家居系統面臨著遠場音頻采集的挑戰。
以智能音箱來說，當你與音箱距離較遠，聲音較小時，或者處在較復雜的環境下，語音交互效果便不盡理想。舉個例子，在你的家里，有小朋友的嬉笑聲，有廚房的鍋碗瓢盆聲，還有電視節目上播出的體育賽事聲，各種噪音源交雜在一起，如何準確的識別聲音信號呢？這便為行業帶來了一定的挑戰。
TI 深入了解市場對產品的需求，與一些領先的智能家居制造商密切聯系。開發出具有獨特特性的芯片，4倍的遠場采集距離。TI華北區技術應用經理趙般多介紹說，他們在實驗室的測試環境里，可以拾取到聲源超過10米以上的距離。這意味著芯片本身就已經做到120dB的信噪比，同時在4×4毫米的尺寸里實現所有的功能，配合整套解決方案，效果更理想。進一步的講該芯片可以解決人機距離遠，聲音源小所帶來挑戰，那TI又是如何做到的？Abhi 說，TLV320ADC5140在內部加了動態范圍調節，動態范圍可達106dB，當用戶的聲音非常小，動態范圍增強器DRE系統就會接入，后端人為把信號放大，當然DRE的作用也不僅僅局限于信號放大。還可以清晰地錄制包括聲音命令和噪聲信號，具有清晰的分辨能力，為后端的算法辨別帶來較好的先決條件。
該芯片在高端麥克風上也發揮的淋漓盡致，數字、模擬麥克風通吃，數字麥克風通常來講功耗小于模擬麥克風，但模擬麥克風的信噪比又好于數字麥克風。一些電池供電的產品，如攝像頭，在通常情況下開啟數字麥克風，一旦有人闖入，模擬麥克風被喚醒，錄下高質量的音源。同時可以根據聲音源判斷位置，以便攝像頭采取錄像行動，如此為視頻制造商提供更好的方案。
德州儀器（TI）華北區技術應用經理趙般多先生解讀新型Burr-Brown™音頻ADC產品
TI自2000年收購Burr-Brown以來，將其在音頻領域的精髓和內涵一直延續至今，可提供整套的音頻解決方案，甚至包括一些主動消音的算法。在HIFI領域，TI產品廣泛應用到汽車、專業音箱、智能家居等環境中，TI致力于為用戶提供專業的音頻效果。2019年他們發布過一系列的產品，其一，TPA6304-Q1是四通道模擬輸入，汽車Class-D音頻放大器，微型3.3uH輸出濾波電感，擁有系統成本與AB類相同的D類性能； 其二，TAS6421-Q1為數字輸入單通道Class-D放大器，擁有2.1MH高頻開關技術，可跨1、2或4通道擴展，占用空間相同；其三，OPA1656同樣為一個音頻運算放大器，可以提供非常好的噪聲指標；以及今天發布的TLV320ADC5140。
人類對科技的革新從未停止，音頻作為萬物互聯時代的一部分，需求量正在上升，隨著各種智能產品的不斷誕生，高品質的音頻變得愈發重要。而正是因為先進的半導體技術方才使得從音頻技術理念到成品的轉換，TI作為一家全球化半導體設計與制造企業,也從未放棄對創新技術的開發。如Abhi 所講，他們這款ADC擴大了TI Burr-Brown優質音頻設備產品組合陣容（包括高性能D類放大器，數據轉換器和運算放大器）。值得一提的是，該器件在行業有著領先的技術指標，還可以通過減少陣列中的麥克風數量來幫助工程師節省系統設計成本。 |
