二三极管在智能音箱中的作用是什么?

来源: 合科泰半导体 2022-09-06 00:49:26

  如今,智能音箱在我们的生活中非常常见,它是大家进行上网的一个工具,它也能进行点播歌曲、上网购物、天气预报,它还能开灯、开电视、开窗帘、设置冰箱温度、让热水器升温等,智能音箱是一个非常智能的家居产品,未来的市场前景非常广阔。

   

  (图1:智能音箱)

  

  常见的智能音箱是由哪些零部件构成的,二三极管在智能音箱中起到什么样的作用,它是如何帮助智能音箱实现更多的智能功能的。本期合科泰带大家了解下二三极管在智能音箱中的应用,帮助大家更深入理解二三极管产品在智能音箱中扮演的角色。

   

  (图2:开关二极管,型号1N4148W)

  

  众所周知,二极管是电子产品中最基础的元件之一。通常,电子产品会利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能 。

  

  一个比较常见的智能音箱通常包含几大模块:微处理器、音频处理电路模块、电源管理电路模块、接口电路模块、LED显示电路模块、数据存储电路模块等。BOM表上通常有SoC芯片、混合信号微控制器、WiFi/蓝牙单芯片、立体声音频放大器芯片、语音专用芯片、DSP芯片、存储芯片、电源管理芯片、LED驱动器、MEMS麦克风拾音阵列、PCB板、二极管、三极管、电阻、电容、电感、晶振、传感器、连接器、喇叭、微动按键、麦克风、电池、USB接口等。

  

  以常见的回声消除电路为例,这部分会用到二极管产品。智能音箱语音识别的准确性挑战是麦克风会取环境噪声,为了过滤噪声,一个技术就是回声消除,它可以识别播放中音乐的数字信号,然后将该信号从麦克风输入中去除。为了更好地滤除环境噪声,带有回声消除功能的音频放大器有一个SDOUT 信号,然后,SDOUT 信号馈入 SoC,滤除麦克风收到的音乐信号。

   

  ( 图3:常见智能音箱电路框图)

  

  拿音频输出模块举例,智能音箱的音源模块通常被分解成两部分,一个是负责输出数字信号的数字部分,一个是负责对数字信号进行数/模转换的解码部分。功放部分也被分为前置放大器和后级放大器,前置放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能,而后置部分则专门负责功率放大,两个部分都会用到二三极管产品。

   

  ( 图4:常见音频放大器信号原理图)

  

  功率放大器的目的是给负载提供足够大的电流驱动能力,实现功率放大,D类功放也叫数字式放大器,利用极高频频率的转换开关电路来放大音频信号,具有效率高体积小的优点。典型的D类功放拓扑结构由三角波发生器、比较器、功率输出级以及LC低通滤波器组成。在智能音箱全双工语音交互的系统中,功放的质量是非常重要的,因为AEC回声消除对信号失真是非常敏感的,二极管的性能对功放影响很大。

   

  ( 图5:功率放大器电路框图)

  

  除上述例子之外,二三极管在智能音箱的升压型开关电源电路、过流保护电路、过压保护电路、整流电路、检波电路等上均有应用。合科泰产品普遍应用于智能音箱产品中,主要是为智能音箱提供桥堆、二三极管等产品与服务。热销二极管型号包括1N4148 、1N4148、M1等,三极管型号包括S8050、S8550 、MMBT3904、MMBT3906等。

  

  (图6:合科泰用于智能音箱上的热销型号)

  

  虽然智能音箱的市场未来很好,但是近几年行业受到了疫情和外部因素的影响,智能音箱整体销量增速放缓,在消费者需求低迷的背景下,智能音箱行业进入到了增长的瓶颈期。对于方案商而言,如何给品牌商提供更具性价比,更有市场竞争力的产品和方案尤其重要。

  

  如今的智能音箱行业竞争比以往更激烈了,品牌商除了开发出质量更好、功能更强大、使用更便捷的产品之外,对供应商的选择也很重要,包括考察其产品研发、制造、供货能力等。要想在激烈的市场竞争中占据先机,智能音箱的设计需要考虑系统成本、产品稳定性和结构外观等。合科泰集研发、封装、测试、生产于一体,能帮助智能音箱产品提升能效、降低能耗,提升客户产品的市场竞争力。

  

  合科泰有30多年的二三极管制造经验,能为智能音箱客户提供的产品线包括电源管理、桥堆、二极管、三极管、MOSFET等,为客户提供应用解决方案和现场技术支持服务。在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计、器件模型提取等方面积累了丰富的核心技术,并获得国家发明专利,实用新型专利等多项资质

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