越来越多的电子产品走进了我们的生活，随之而来的是，对电子产品的操控也发生了潜移默化的变化——由习惯于使用摇控器遥控或者按键控制逐渐转向用语音控制。语音控制的兴起，也使得音频变得越发重要。根据市场的统计，2020年，预计有500亿设备将会产生对音频接口的需求，冰箱甚至是洗衣机都将搭载音频设计。在这种趋势下，音频芯片也受到了市场的关注。

延续经典，TI发布多款音频产品

提起音频芯片，最早可以追溯到1982年。当年，Burr-Brow发布了一种16位单片数模转换器（DAC），该转换器改变了音乐的播放和发行。由此，Burr-Brown也成为了优质音频的代言。而后，Burr-Brown被TI收购，TI延续了Burr-Brown的精髓与内涵，继续开发用于汽车领域、专业音频以及智能家居相关的音频产品。

TI音频产品市场工程师Abhi Muppiri介绍说：“在收购Burr Brown以后，TI也在延续这个品牌在音频上的独特技术以及发展方向，并推出了一系列ADC、DAC、Class-D、也包括audio的运算放大器。”仅在今年当中，TI就曾推出了多款音频产品——模拟输入四通道、汽车D类音频放大器TPA6304-Q1；数字输入一通道、汽车D类音频放大器TAS6421-Q1；用于专业音频领域的运算放大器OPA1656。

同时，伴随着近几年来智能家居的兴起，尤其是在2018年中智能音箱的爆发，也使得相关的音频芯片迎来了新的发展机会。对此，TI于近期推出了新型Burr-Brown音频ADC——TLV320ADC5140，也是一款针对于智能家居领域所开发的音频ADC。据其官方资料介绍，该款ADC的出现，不仅扩大了TI Burr-Brown优质音频设备产品组合阵容（包括高性能D类放大器，数据转换器和运算放大器），还可以通过减少阵列中的麦克风数量来帮助工程师节省系统设计成本。

智能家居中音频芯片所面临的挑战

智能家居已经逐渐渗入到了千家万户的生活当中，但在语音控制方面上，智能家居系统仍面临着远场音频采集的挑战。由于麦克风数量有限且信号处理能力受限，现有的智能家居系统难以在嘈杂的环境中采集和理解语音命令。

对此，Abhi也表示：“在实际应用的场景当中，由于距离远而导致采集的音量过小，往往会影响语言控制的效果。此外，现实生活中还存在着嘈杂的环境音，能否准确识别声音信号也是音频采集的挑战。”

为克服这种挑战，TI推出了TLV320ADC5140。据悉，TLV320ADC5140是业界具备同等性能的体积更小的四通道音频ADC，可以在嘈杂的环境中实现低失真录音，还可以在任何环境中进行远场高保真录音。Abhi介绍：“TLV320ADC5140能够在比行业同类产品远4倍的距离以外采集到清晰的语音。这款芯片在实验室的测试环境里，可以拾取到声源超过10米以上的距离发出的声音。”

为什么能做到这一点？Abhi解释道，TLV320ADC5140内部增加了动态的范围的调节，内置的120dB动态范围增强器（DRE）能够增强低音量音频信号。当用户的声音非常小时，DRE系统会接入，将采集的低音量音频信号放大，从而让后端更容易提取到。同时，Abhi也补充道：“DRE的作用也不仅仅局限于只是将一个小信号放大。DRE也可以很清晰地录制包括声音命令和噪声信号，通过后端算法的辨别，可以提取出在嘈杂环境音下的语音命令，从而实现高质量的语音控制。”

TLV320ADC5140也是首款完全支持超过106 dB动态范围的最新高信噪比麦克风的ADC。此外，这款ADC还支持多功能的设计，可最多支持麦克风输入的四个模拟通道或是八个数字通道（或其组合）进行同步采样。从而确保了系统灵活性，另外还提供增益和相位校准等可编程功能，以均衡麦克风阵列失配。

通常来讲，数字麦克风的功耗比模拟麦克风好，但是模拟麦克风的信噪比又比数字麦克风好。而这也导致了很多公司在开发相关产品时，需要使用不同的ADC来配合数字麦克风或模拟麦克风的测试。TLV320ADC5140的出现解决了这一痛点，Abhi表示：“这也是TLV320ADC5140的特性之一，很多企业在预研阶段时，没有完全确定是要使用数字的还是模拟的麦克风。而这个芯片则提供了可以同时验证数字和模拟麦克风的效果，可以帮助用户确定在最后量产阶段的方向。”

此外，TLV320ADC5140的内置功能可以减轻数字信号处理任务的负担，从而可以在不牺牲系统可靠性的情况下缩小设计体积。据悉，在48kHz时，该产品每个通道的功耗仅为9.5mW。

提供多种音频，助力国内智能音箱发展

智能音箱从2016年开始面世，至今已经发展了出了众多品牌。TI作为最早一批参与到智能影响发展中的企业，为智能音箱提供了多款产品，包括为知名智能音箱厂商提供了数字音频功率放大器等产品。

而我们都知道的是，伴随着智能音箱的爆发，很多曾经致力于终端电子产品的厂商也开始自研智能音箱芯片。对于这种现象，Abhi表示：“现在的确有很多领先的厂家在做自己的芯片，但是他们做的更多的是主控平台处理芯片，他们仍然需要外围模拟的高清的芯片，来让他们的主平台做得更好。实际上，TI与其他厂商之间是互补、互助的关系。”

同时，Abhi也表示，定义一个芯片不仅仅是为了某一种特定场景，TI希望其所生产的音频产品能够扩宽到各种不同的应用场景中。他认为，与一些欧美国家以及日本相比，中国智能家居水平处于较为领先的位置。除了智能音箱以外，电视、机顶盒、甚至冰箱都可以做语音交互。

面对未来不同的应用场景，相关音频产品实际的应用环境侧重点也会有所不同。举例来说，挂在墙上的空调，距离就会是一个问题；应用到汽车中，嘈杂的环境音也将成为一种挑战。Abhi表示：“根据不同的应用、不同的麦克的种类，TI会进行一些针对性的调整。除了ADC产品以外，TI还可以提供其他音频产品来帮助用户在系统上进行闭环的调整，从而加速产品的面世。”

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