艾为重磅推出新一代10.25V Digital Smart K旗舰产品 AW88396FOR,带来极致声学体验

来源:爱集微 #艾为电子#
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上海艾为电子技术股份有限公司(awinic),作为国内引领音频IC设计潮流的龙头企业,在内置DSP的数字功放系列上持续深耕,推出了一款内置丰富音效和保护算法DSP、极低底噪和静态功耗、10.25V电压输出、5.7W@8Ω Digital Smart K数字音频功放产品AW88396FOR。

该产品极大地提升了多声道终端设备(如手机、平板等)和各类IoT设备(手表、AR、VR等)的音效体验。

目前,大多数IoT设备的主控平台较为低端,不支持集成复杂度较高的音效和保护算法,只能采取简单的硬件功放+小喇叭的解决方案,因此无法满足好音质、大响度的人机交互和外放需求。

随着时代发展,消费者对移动设备的音质与声场效果的要求日益增高,移动设备通过增加声道数来满足消费者的需求,如手机立体声和平板多声道。以平板多声道为例,从两声道到四声道,再到六声道甚至八声道。每个声道都需要将算法集成在主控平台(如高通/MTK等),因此对主控平台的算力诉求成倍数增加,也极大增加了主控平台的成本和集成调试压力。

图1 传统功放,算法都集成在主控平台中

图2 使用内置DSP的功放AW88396

可节省平台算力

针对以上的两大类应用场景,awinic在Digital Smart K数字功放系列中,采用业内先进的90nm BCD高压特色工艺,将awinic的国民神仙算法awinic SKTune®集成至芯片的DSP中,推出了内置丰富音效和保护算法DSP、支持turnkey调试、具有极低底噪和静态功耗的10.25V输出Digital Smart K数字功放AW88396FOR,出色地解决了IoT设备中低端平台算法集成和多声道对主控平台算力成倍增加的难题。同时,该产品拓展了算法+功放+喇叭的高灵活度全链路的解决方案,给终端制造商提供了更多的方案适配空间,并节约了60%以上的音效集成和调试工时。

图3 内置丰富音效和保护算法的  turnkey UI界面

音频功放 Digital Smart K系列

AW88396FOR

新产品特点

内置10.25V升压,可给8ohm扬声器提供最高5.7W的输出功率

底噪低至9.3uV,达到业内领先水平

内置丰富DSP功能,集成低功耗解决方案,有效增加移动设备的待机时间

DSP内集成国民神仙算法awinicSKTune®,给用户带来高音质、大响度的声学体验

图4 AW88396FOR的典型应用图

1. 多维度的低功耗方案,增加移动设备的待机时间

AW88396FOR作为 Digital Smart K数字功放的一员,集成了Digital Smart K数字功放产品族自适应多台阶Smart Boost升压的功能。由于音乐场景功放大部分时间在小功率条件下工作,在小功率下,Smart Boost比传统架构的强制升压(Force Boost)效率提升超过10%,节约功耗20~30mA,有效增加了移动设备的续航时间。

图5 小功率下AW88396效率曲线  比传统架构效率曲线高10%

表1 实测AW88396功耗

比传统架构低20~30mA

对于内置丰富音效和保护算法DSP的AW88396FOR,我们在原有的Digital Smart K数字功放产品族的基础上,增加了基于心理声学的功耗优化算法,在不影响歌曲主观效果的前提下,功耗可优化15%~20%,进一步将整机音乐外放续航时间延长10%以上。

图6 心理声学算法功耗优化15%~20%

2. 内置带turnkey方案的丰富音效和保护模块的艾为国民神仙算法awinicSKTune®,减轻算法对主控平台压力的同时,带来极致的声学体验

内置带turnkey方案的丰富音效和保护模块的艾为国民神仙算法awinicSKTune®,可以让客户在分钟级的时间内完成高质量音效调试。其中绿色边框模块为基础算法模块,粉红色边框的模块为awinic特色定制模块。

虚拟低频模块(VBE)、动态EQ模块、MBDRC模块可以提供更有质感的低频

声音增强模块(Sound Enhancement)可以让人声变得更加厚实

大音量模式(Super Voice Mode)可以提升免提音量,提升的幅度超过5dB,并且支持多档位快速调试

动态增益控制(AGC)、MBDRC、EQ等模块可以调整消费者喜欢的音色

振幅控制(IV MEC)和温度控制(IV TPC)可以在提供大功率输出的同时,有效地保护IoT设备的小单体喇叭,防止喇叭线圈超振幅断线和过温烧伤

图7 AW88396FOR集成国民神仙算法awinicSKTune®的DSP

图8 大音量模式(Super Voice Mode)  响度提升>5dB

3、 响应速度百微秒级的多维度多级调试的低电量保护方案

作为Digital Smart K数字功放的一员,AW88396FOR具有百微秒级别响应速度、多级调试功能,拥有多种调试手段的低电量保护算法(LVP),使得功放在更低的电源电压下维持正常工作并且没有杂音。

图9 2.7V低电量下AW88396依旧正常发声

如上图所示,当电源电压从3.8V降低到2.7V时,AW88396仍能无失真、无杂音地输出音乐信号(低电量保护算法启动,整体幅度会略有下降),而无低电量保护的音频功放在2.7V电源电压下,会进入不正常工作状态,输出无声。

图10 LVP保护逻辑框图

因为LVP算法集成在芯片DSP中,算法的响应速度可以达到百微秒级别(其它不带DSP的低电量保护方案功放的响应时间远大于10ms)。其中电池电压通过内部VBat Vsensor获取,芯片温度通过内部的IC Temp Sensor获取,外部温度通过I²C获取。这样,LVP算法模块可以同时检测到电池的电压、外部温度和芯片温度,根据不同的温度和电压,可以动态配置芯片对电池的最大抽取电流Ipeak,防止在电池低温低电的场景下,将电池电压抽取得过低,导致芯片触发UVLO进入不正常工作状态或者导致移动设备强制关机。同时在Ipeak降低、芯片最大输出能力下降的时候,LVP模块可以控制芯片的Volume和Vmax,保证最大输出波形不削波,没有杂音。

4、 小于10uV的低底噪,在夜深人静时,也能带来无底噪高保真外放听感

人耳对底噪是非常敏感的,在夜深人静的寂静场景,超过10uV的噪声就能被人耳感知。Digital Smart K数字功放对低底噪技术不断迭代升级,从传统架构方案到动态匹配优化噪声方案,再到动态增益控制低噪声DAC架构,成功将功放底噪降至10uV以内,远优于同类产品的20uV水平,并且配合AW88396FOR创新的硬件Noise gate功能,可将芯片底噪降低到1uV以内。

图11 硬件Noise gate控制示意图

硬件Noise gate的工作原理是,当输入信号小于Threshold(如-90dB)时,将芯片的部分功能模块关闭,输出表现为高阻态,有效地将功放的输出噪声降低到1uV以内,同时芯片的静态功耗也可以从5.5mA降低到4.3mA。其中从Noise gate模式会早于有效信号(可以被人耳听到的信号幅度)到达之前退出,不会在输出信号中引入POP音。

awinic Digital Smart K

数字功放系列介绍

awinic Digital Smart K数字功放系列,在国内外享有崇高知名度,AW88396FOR为该系列明星产品。

Digital Smart K数字功放系列从2014年开始不断演进,从常压到高压,从不带DSP到内置丰富DSP,从输出功率2W到5W,从无IV sensing到有IV sensing均可全系列覆盖。该系列产品已广泛应用于手机、IoT、工业和车载等领域。

表2 Digital Smart K数字功放系列

典型产品更多精彩内容详见 https://www.awinic.com

责编: 刘洋
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