ZHCABG4B May 2022 – December 2023 PCMD3140 , TLV320ADC3120 , TLV320ADC3140 , TLV320ADC5120 , TLV320ADC5140 , TLV320ADC6120 , TLV320ADC6140
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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。
Other TMs
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。
应用要求 | 系统规格要求 |
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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 |
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远场录音 | 低 EIN(等效输入噪声) |
便携性 |
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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。
数字 PDM 麦克风将 1 位流作为输出,并直接输出 Σ-Δ 调制器。PDM 的采样率通常在几百 kHz 至 3.072MHz 之间。此 Σ-Δ 调制器需要一个抽取滤波器才能进一步处理 PDM 数据。抽取滤波器植入编解码器或与 PDM 麦克风相连的 DSP 中。该滤波器的输出以 16 和 48kHz 的较低采样率发送数据。这是一个比节 3.2 中所示具有 ADC 系统的模拟麦克风更弱的点。然而,与 I2S 麦克风相比,PDM 麦克风确实具有一些优势。PDM 麦克风通常只需要两条信号线(PDM 时钟和 PDM 数据)作为音频接口,而 I2S 需要三条或四条线(位时钟、字时钟、音频数据,偶尔还有主时钟)。这就引出了一个有益的想法,即硬件工程师可以轻松地减少物理接口线。
基于德州仪器 (TI) TLV320ADC51x0/PCM51x0-Q1 且带有 ADC 系统的模拟麦克风使用多位调制 ADC 和 I2S(或 PCM、TDM、DSP)接口来投射范围大于 24 位的音频数据,如图 3-2 中所示。这与 PDM 麦克风不同,PDM 麦克风结合使用 1 位调制和 PDM 接口。对于如图 3-2 中所示的带 ADC 投射的模拟麦克风,ADC 输出的 I2S 音频信号需要比两个 PDM 信号多一条或两条接口线。模拟麦克风在量化噪声特性方面具有带内(20Hz 至 20KHz)和带外(20KHz 以上)优势(节 4 中对此进行了详细说明)。这是因为数字 PDM 麦克风使用 1 位 ADC 调制器,时钟频率为 3.072MHz,而带 ADC(德州仪器 (TI) 的 TLV320ADC51x0/PCM51x0-Q1)的模拟麦克风使用多位架构,调制器时钟频率为 6.144MHz,这使其在量化噪声密度方面具有卓越的质量。