利用SigmaDSP减小车载音响系统的噪音和功耗
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图1.车载音响*的噪声源示例电源开关期间的爆音:车载音频功率放大器一般采用V单电源供电,而DSP则需要使用低压电源(例如3.3V),滤波器/缓冲器可能采用双电源供电(例如&plu*n;9V)。在以不同的电源电压工作的各部分电路之间,必须使用耦合电容来提供信号隔离。在电源开/关期间,电容以极快的速度充电/放电,产生的电压跳变沿着信号链传播,最终导致扬声器发出爆音。图2显示了这一过程。图2.扬声器产生爆音的原理虽然知道噪底和爆音的来源,而且也努力采用良好的电路设计和布局布线技术,以及选择噪声更低的优良器件来降低信号源处的噪声,但在设计过程中仍然可能出现许多不确定性。汽车多媒体*的设计人员必须处理许多复杂问题,因此必须具备高水平的模拟/混合信号设计技能。即便如此,原型产品的性能仍有可能与原来的预期不符。例如,1mVrms的噪声水平会带来巨大挑战。至于爆音,现有解决方案使用MCU来控制电源开关期间功率放大器的*作顺序,但当MCU距离功率放大器较远时,布局布线和电磁干扰(EMI)会构成潜在问题。功耗随着车载电子设备越来越多,功耗问题变得日趋严重。例如,如果音频功率放大器的静态电流达到mA,则采用V电源时,静态功耗就高达2.4W。如果有一种方法能检测到没有输入信号或信号足够小,进而关闭功率放大器,那么在已开机但不需要扬声器发出声音的时候,就可以节省不少功耗。将车载音响*的噪声和功耗降至最低利用SigmaDSP技术,就可以提供这样一种方法,可以减小*噪声和功耗,同时不增加硬件成本。图3是一个4扬声器车载音响*的框图,其中ADAUSigmaDSP处理器用作音频后处理器。除了采样、转换、音频信号数字处理和生成额外的扬声器通道以外,SigmaDSP处理器还具有通用输入/输出(GPIO)引脚可用于外部控制。微*(MCU)通过I2C接口与SigmaDSP处理器进行通信,模拟输出驱动一个采用精密运算放大器ADA-2的低通滤波器/缓冲器级。图3.四扬声器车载音响*SigmaDSP处理器与功率放大器之间的红色信号线控制功率放大器的静音/待机引脚。在正常默认工作模式下,开集GPIO1引脚通过kΩ上拉电阻设置为高电平(图中未标注)。ADAU具有均方根信号检测功能,可确定是否存在输入信号。当没有输入信号时,GPIO1变为低电平,功率放大器置于静音/待机模式,因而扬声器没有噪声输出,同时功放的待机功耗也很低。当检测到高于预定阈值(例如–dB)的输入信号时,GPIO1变为高电平,功率放大器正常工作。这时虽然噪底仍然存在,但由于信号的高信噪比(SNR)将其*,使它不易被人耳感知到。电源开关期间,SigmaDSP处理器(而不是MCU)通过响应MCU的命令直接控制功率放大器的静音/待机。例如,在电源接通期间,来自MCU的控制信号通过I2C接口设置SigmaDSP处理器的GPIO1,使之保持低电平(静音),直到预定的电容充电过程完成,然后MCU将GPIO1设置为高电平,由此消除启动瞬变所引起的爆音。关闭电源时,GPIO立即变为低电平,使功率放大器处于静音/待机状态,从而消除电源切断时产生的爆音。将功率放大器置于SigmaDSP处理器而不是MCU的直接控制之下的原因是SigmaDSP处理器通常距离功率放大器更近,因此布局布线和EMI控制也更容易实现。如上所述,利用SigmaStudio软件算法可以测量输入信号的均方根电平。使用SigmaStudio图形开发工具,很容易设置均方根检测模块,并用它来控制GPIO状态,如图4的范例所示。图4.SigmaStudio均方根检测、GPIO控制和压限器电路图均方根检测功能利用均方根算法单元和逻辑单元实现。信号阈值必须具有迟滞功能,用以消除静音功能响应小变化而产生的震颤。例如RMS1阈值设置为–dB,RMS2阈值设置为–dB。当输入信号高于–dB时,GPIO1为高电平。当输入信号低于–dB时,GPIO1为低电平。当输入信号位于这两个阈值之间时,GPIO1输出信号保持先前所处的状态(参见图5)。图4还显示了用以进一步降低输出噪声的压限器功能。例如,当输入信号低于–dB时,扬声器*的输出信号将会衰减到–dB,从而也降低了*噪底。图5.RMS阈值设置以及输入与输出之间的关系总结噪声和功耗是车载音响*设计面临的巨大挑战。ADI公司的SigmaDSP处理器已广泛应用于车载音响*的数字音频后处理,若利用其均方根检测和GPIO控制功能来显著降低噪声和功耗,则能进一步发挥更大作用。SigmaStudio图形化开发工具支持以图形方式设置各种功能,而不需要编写代码,令设计工作倍加简单。此外,由于功率放大器模块通常离SigmaDSP处理器比离MCU更近,因此用SigmaDSP处理器来控制静音功能,可以简化布局布线工作并提高EMI抗扰度。推荐阅读:如何在激活定位器LED指示灯的同时保持待机时间不受影响通过车辆计算*平台推动软件定义的汽车自适应负载调整和动态功率控制实现模拟输出的高效散热设计车载应用中的音频总线和以太网技术有何异同?网红应用原理大揭秘——非接触式透视体温测量方案解析要采购扬声器么,点这里了解一下*!上一篇:如何在激活定位器LED指示灯的同时保持待机时间不受影响下一篇:运算放大器的简易测量特别推荐MP:电表PMIC界新来的“五好学生”氮化镓器件在D类音频功放中的应用及优势如何通过使用外部电路扩展低边电流检测并提高DRV的检测精度SiCMOSFET的设计挑战——如何平衡性能与可靠性集成式光学*如何满足床旁检测仪器的未来需求技术文章更多>>“解剖”便携式医疗设备,看看里面都有啥?如何满足各种环境下汽车USB充电端口要求?电感饱和与开关电源之间的密切关系,这篇文章讲透了!(下)使用UWB技术的卓越汽车中科融合刘欣:从MEMS微振镜芯片入手,全栈式解决3D机器视觉挑战技术*下载更多>>车规与基于V2X的车辆协同主动避撞技术展望数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战汽车模块抛负载的解决方案车用连接器的安全创新应用MelexisActuatorsBusinessUnitPosition/CurrentSensors-TriaxisHall热门搜索钽电容碳膜电位器碳膜电阻陶瓷电容陶瓷电容陶瓷滤波器陶瓷谐振器陶瓷振荡器铁电存储器通信广电通讯变压器通讯电源通用技术同步电机同轴连接器图像传感器陀螺传感器万用表万用表使用网络电容微波微波功率管微波开关微波连接器微波器件微波三极管微波振荡器微电机微调电容微动开关网站服务展会资讯关于我们联系我们隐私政策版权声明投稿信箱反馈意见:editor@eecnt*客服电话:-Copyright©*jdwx*深圳市中电网络技术有限公司版权所有家电电器维修维修电器修下载电源网电子发烧友网中电网中国工业电器网连接器矿山设备网工博士智慧农业工业路由器天工网乾坤芯电子元器件采购网亚马逊KOL聚合物锂电池工业自动化设备企业查询连接器塑料机械网农业机械中国IT产经新闻网高低温试验箱functionadsC(banner_id){$.ajax({type:"get",*:"