電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道,在AI玩具已經(jīng)開始逐漸爆發(fā)的當下,人機交互已經(jīng)成為標配功能,而最重要的便是語音控制。而語音控制的第一步,便需要讓AI玩具聽懂你在說什么這就需要用到音頻編解碼器。
音頻編解碼器(Audio Codec)是用于壓縮、解壓縮和轉換音頻信號的硬件設備或軟件算法。其核心作用是在保證音質的前提下,減少音頻數(shù)據(jù)的存儲空間和傳輸帶寬需求。
通常音頻編解碼器擁有硬件和軟件兩方面,硬件上擁有獨立的電子元件,包含ADC和DAC,實現(xiàn)模擬音頻和數(shù)字信號的相互轉換,一些玩具中的麥克風錄音和揚聲器播放均要依賴這一模塊。
軟件上,需要一些壓縮算法,例如MP3、AAC等,對數(shù)字音頻進行編碼和解碼,比如MP3會通過舍棄人耳不敏感的頻段來降低文件體積。
與普通的玩具芯片一樣,音頻編解碼器也需要滿足低功耗、低成本、高集成度等特殊條件。因為玩具多采用電池供電,待機電流需≤5μA,工作電流≤10mA,同時芯片單價最好控制在0.1–1.5元。
目前市場中也存在許多主流的玩具音頻編解碼器解決方案,比如Everest Semiconductor推出的ES8311低功耗音頻編解碼器,就是專為低功耗單聲道音頻編解碼器設計的高性能芯片,適用于玩具等需要低功耗和高音質的應用。
ADC使用24位采樣,8-96kHz頻率,100dB信噪比,支持模擬/數(shù)字麥克風,ALC自動電平控制,工作電壓1.8V-3.3V,播放/錄音功耗14mW,待機電流<0.1μA,封裝采用QFN-20。
ADI推出的SSM2603是一款低功耗、高質量立體聲音頻編解碼器,適用于便攜式數(shù)字音頻應用,如教育玩具。它支持多種音頻采樣速率和多種電源電壓。
該芯片擁有2路ADC+2路DAC,92dB信噪比,工作電壓1.8V-3.6V,封裝采用28-LFCSP-WF,立體聲回放功耗可以達到7mW。
國內如今也有不少方案,比如國新思辰推出的SC2601,這是一款低功耗單聲道音頻編解碼器,具有全差分輸出,支持在全差分配置下可編程模擬輸入,錄音路徑包含一個全差分輸入,低噪聲可編程增益放大器和自動增益控制(ALC),確保聲音能夠被清晰地記錄。
在錄音過程中,通過內置的可編程濾波器來消除噪聲。播放路徑包括單聲道DAC,可編程的音量控制及全差分輸出???a href="http://m.makelele.cn/tags/pi/" target="_blank">Pin-to-Pin兼容ES8311,信噪比95dB,待機電流<0.1μA。
廣州九芯推出的NVF00M則是專為智能交互玩具開發(fā)的低功耗錄音/播放芯片,主打低成本、高集成、強擴展性。CPU架構采用32位核心,最高主頻120MHz,支持實時音頻編解碼處理。
外接SPI-FLASH擴展存儲,最大支持2000秒錄音(約33分鐘)或數(shù)百秒音樂播放。原生支持WAV格式,采樣率6kHz-32kHz。待機電流<2μA,工作電壓范圍2.0V-5.5V,使用SSOP24封裝。
總體來看,玩具中音頻編解碼器需要滿足低功耗、小尺寸、低成本、交互功能適配以及環(huán)境魯棒性等需求。再根據(jù)不同定位的玩具挑選適合的芯片產品。
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