同时满足音频功能与播放时间的功能模块介绍.doc
《同时满足音频功能与播放时间的功能模块介绍.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《同时满足音频功能与播放时间的功能模块介绍.doc(7页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、同时满足音频功能与播放时间的功能模块介绍市场对更大移动性的需求导致传统有线音频娱乐产品向无线传输。随着产品制造商希望切断娱乐电子产品线,工程师在维持电池供电的无线音频设计的信号范围,音质和最长播放时间方面面临重大挑战。为了满足这些要求,工程师可以利用来自多个制造商的大量可用产品,包括(按字母顺序)Analog Devices,Cirrus Logic,CSR,Freescale Semiconductor,Linear Technology,Linx Technologies,Maxim Integrated Products,Microchip Technology,NXP Semicond
2、uctors,Quickfilter技术,德州仪器等众多公司。在典型的无线娱乐系统(图1)中,源信号通过无线射频接口传输,可选范围扩展器连接到播放器系统,如立体声耳机或扬声器。在播放器内,相应的无线RF接口接收信号以供编解码器,音频处理器或DSP处理,以产生驱动到扬声器的最终模拟信号。通常包括电池和充电管理电路的适当电源完善了该系统。图1:典型的无线音频系统依赖于发送器和接收器之间可靠的无线通信,以及接收端的高效音频处理。 (德州仪器公司提供。)在创建无线娱乐设计时,工程师在无线通信和音频处理方面面临着特殊的挑战。具有高吞吐量和信号完整性的可靠RF通信对于确保用户即使在远离音频源的范围内的不间
3、断音频体验也是至关重要的。同时,强大的音频信号处理对于保持音频保真度和提供市场预期的音频功能至关重要。针对每个子系统的可用集成解决方案可帮助工程师满足这些要求,同时降低设计复杂性和成本。频段传统问题,市场接受度以及未许可带宽的可用性通常会推动无线电通信频率的选择。同时,满足增加操作范围和长时间播放电池寿命的要求设定了有用频带的边界。对增加功率的需求是长距离操作需求的自然结果,但RF波长的选择在平衡范围和功率方面起着关键作用。 RF波长和范围之间的关系在Friis传输方程中描述:Pt =发射功率Pr =接收功率Gt =发射机天线增益Gr =接收机天线增益=波长d =发射机和接收机之间的距离对于单
4、位参数,距离成为波长的简单线性函数,因此较长波长的无线电通信等于更大的范围。当然,较长波段面临包括干扰和有效载荷带宽的问题。在这种情况下,2.4 GHz ISM频段在实际范围限制和有用带宽之间提供了良好的平衡。2.4 GHz解决方案因其在低功耗和全球可用性方面提供有用的有效范围的能力而具有吸引力。用于蓝牙等标准,基于跳频扩频(FHSS)的2.4 GHz设计提供了在高度活跃的无线电环境中保持相对不受干扰信号影响的优点。与较低的ISM频带相比,这些系统还提供足够的数据带宽以允许高质量立体声的数字传输,较低的ISM频带通常限于模拟或较低数据速率的数字音频。蓝牙标准工作在2.4 GHz,非常适合消费者
5、连接要求。它的广泛使用使得基于蓝牙的无线音频播放器可能会找到兼容的音频主机,如计算机,笔记本电脑,平板电脑和智能手机。但是,使用蓝牙需要使用支持双模式的经典蓝牙或蓝牙智能就绪设备支持的数据吞吐率,支持经典蓝牙和低带宽蓝牙低功耗(LE)。对于来自低功率设备的短暂数据突发,蓝牙LE无意提供经典蓝牙支持的无线数字音频所需的持续数据流。工程师可以通过在嵌入式处理器上运行经过适当配置的蓝牙软件堆栈来实现经典蓝牙,例如飞思卡尔半导体Kinetis系列,Microchip Technology PIC24系列和德州仪器Stellaris系列等。这种嵌入式软件方法提供各种蓝牙服务,包括高级音频分发配置文件(A
6、2DP),它为流式立体声音频提供标准。在大多数经典蓝牙设备中,A2DP是一种熟悉的选项,它可以为大多数听众提供心理声学上可接受的音频。除了通用嵌入式处理器解决方案外,CSR BC57G687C等专用设备还集成了音频信号电路,以减少元件数量并提高电源效率。作为CSR BlueCore5-多媒体系列的成员,BC57G687C将蓝牙堆栈16位RISC MCU与Kalimba 64 MIPS 24位DSP协处理器和片上存储器相结合(图2)。该设备的蓝牙调制解调器完善了这一无线解决方案。图2:CSR BlueCore5系列等集成多媒体SoC将蓝牙无线电功能与无线音频应用中广泛的片上处理功能相结合。 (由
7、CSR提供。)Sub-GHz替代品蓝牙无处不在,对用户和大多数设计师的熟悉程度使其成为无线音频解决方案的独特优势。然而,诸如蓝牙之类的标准旨在支持任意产品之间的连接,在通信中施加开销以确保异构无线节点之间的授权,可靠通信。对于寻求更大范围或更高音频吞吐量的工程师而言,其他选项提供了自己的优势。虽然第一选择通常是2.4或5.8 GHz ISM频段,但是sub-GHz频段仍然是可行的选择。调制技术的改进加强了对早期sub-GHz方法中的干扰和共存的松弛问题的抗扰性。最重要的是,使用sub-GHz ISM频段意味着更宽的范围和更低的功率要求,这两者当然是无线音频设计的核心问题。正如Friis方程式所
8、示,低频信号转换为相应更长的范围。有了这种观点,sub-GHz无线通信对于首先考虑最大范围且音频要求不那么密集的应用仍然具有吸引力。例如,Linx Technologies引用了一个1000英尺范围的TXM-900-HP3发射器模块和RXM-900-HP3接收器模块之间的通信。这些模块设计为无线应用的插入式解决方案,仅需要一根天线即可完成900 MHz多通道RF设计,能够传输模拟FM和数字FSK信息。 TXM-900-HP3发送器使用其精密的12 MHz压控晶体振荡器(VCXO)驱动PLL,形成由板载微控制器管理的频率合成器,允许基于软件的通道选择(图3)。 RXM-900-HP3中的互补接收
9、器模块解调信号,提供模拟和数字数据,以及可用于用户范围显示指示器的RSSI值。图3:TXM-900-HP3发送器信号路径使用MCU控制的PLL在900 MHz频段内提供软件控制的通道选择。 (由Linx Technologies提供。)工程师还可以找到各种RF IC来构建工作在900 MHz频段的定制无线音频解决方案。例如,ADI公司的ADF7025是一个ISM收发器IC,工作在多个频段,包括900 MHz ISM频段。 ADF7025内置一个片内ADC,无需单独的ADC即可获取温度,电池状态或RSSI等基本数据。因此,该设备只需要少量外部组件即可提供经济高效的解决方案。此外,工程师可以调整设
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 同时 满足 音频 功能 播放 时间 功能模块 介绍
链接地址:https://www.31doc.com/p-3405503.html