远场应用中的模拟麦克风和 ADC 系统

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摘要

远场音频应用（例如 AI 扬声器和条形音箱、AI 电视和其他声控产品）需要具备以下特性：

所有这些电气规格都使语音命令程序能够获得精确的语音命令识别，而不会出现任何意外错误。本应用报告讨论并展示了德州仪器 (TI) 的 TLV320ADC51x0/PCM51x0-Q1 系统模拟麦克风在远场音频应用中的优势。

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近场和远场是与声源之间的物理距离的构成要素，如图 1-1 中所示。这取决于听者与声音投射对象之间的距离。在不同的距离，可以听到波长发出的声能不同。准确理解这些差异并设计测量机制是一个主要问题。图 1-1 表示在第二个波长之前是近场，从第二个波长开始是远场范围。

图 1-1 声源的近场和远场

远场范围内的基本理念是，与声源的距离每增加一倍，声压就会降低 6dB。对于大多数语音识别系统，指挥官都位于远场范围内。

若要获得更精确的语音激活系统，远场应用必须获得这些元素，尤其是用于语音识别应用时。

表 2-1 说明了要获得更好的语音识别系统必须具备的组成要素。

表 2-1 远场应用的组成要素

应用要求	系统规格要求
清晰澄澈无失真音频采集	较宽的动态范围麦克风和 ADC
在嘈杂的环境中，麦克风靠近扬声器	高 AOP（声学过载点）低 THD（即使对于非常嘈杂的信号，总谐波失真也很低）
远场录音	低 EIN（等效输入噪声）
便携性	外形小巧低功耗

麦克风是一种将声压转换为电信号的传感器。共有两种收集声波的麦克风。一种是数字类型麦克风，另一种是模拟类型麦克风。本节介绍了麦克风的表现形式：数字 PDM（脉冲密度调制）麦克风和带 ADC 的模拟麦克风。