片上扬声器:音频娱乐和语音通信外设一体化

 

　　为了使每个音频应用实现最佳的用户体验，消费者的 PC 通常要有一个摆满他们书桌的音频外设。根据任务的不同，用户需要修改软件中的音频设置，实际上还要在不同外设之间进行转换。例如，一对外置 PC 扬声器或一个 LCD 显示器条形音箱(sound-bar)是欣赏音乐的一个很好的选择，但是要进行或提取一个 IM 语音呼叫，用户常常必须转换到耳机及麦克风。

　　人们广泛使用的 IM 语音功能实际上更偏爱免提扩音器的无绳方法。虽然不同外设为特定任务提供了独一无二的好处，但丰富的选择还是使消费者产生了极大的混淆，带来了一个很少使用的混乱的桌面。消费者确实能够受益于新型的数字式、多合一音响系统，它整合了 PC 扬声器的功能，以及免提扩音器及其他便携式媒体播放器或智能手机连接的方便性。同样重要的是，它提供了一个简捷而直观的用户界面，一定可以将用户从学习如何操作具体功能的繁恼中解放出来。

　　不同情形下耳目一新的综合体验

　　令人陶醉的音乐和视频体验：

　　·当选择 PC 扬声器用作音乐和/或视频应用时，消费者担心的是响度、书桌空间及通道数。因为空间受限、以及难以在较小的音量和单调的音场(soundstage)之间进行平衡，大多数用户最终选择了小型 2/2.1 通道扬声器。音频DSP 方面的最新进展有可能通过动态控制音量和频率回声，以及通过巧妙的控制来创建扩展 3D 音场的心理声学感知相位来改善用户体验。

　　改善社会网络的语音：

　　·PC VoIP 应用最具挑战性的问题之一是回声残留。为了减少这种扬声器至麦克风的反馈问题，一些 IM 网络在尝试抑制来自系统的回声。由于系统或网络的延迟，这种方法通常是不可靠的。一些 IM 应用软件只是建议用户为了得到更好的质量要戴上耳麦。甚至使情形更糟，大多数人在 PC 中安装了多个 IM 应用软件，为的是保持与不同 IM 网络上朋友和亲戚的联系。缺少声学回声消除(AEC)或改变回声降低了不同 IM 网络的性能，给最终用户带来了糟糕的体验，而且也是基于 PC 的 VoIP 难以大规模应用的一个重要问题。对音频外设来说，支持与 IM 网络和操作系统(OS)无关的硬件 AEC 非常关键。降低语音背景噪声和抑制干扰的其他功能也受到了 IM 用户的欢迎。

　　有助于实现更高的游戏互动性：

　　·一个例子是多方游戏，其中的参与者需要与其他玩家沟通的能力。目前，这需要购买一个耳机。而且，为了传出的语音清晰，而不受到背景音效的影响，博弈者必须让他们的手离开控制杆去按单向交谈按钮。博弈者期望的是双向的、免提的扩音器，它可以与背景音效一起正常运行——所有这一切都不用他们的手离开控制杆。

　　改进远程学习：

　　·远程学习在世界范围内日益普及，特别是在高等教育方面。例如，根据Sloan Consortium 的调查，在美国有超过 96% 的一流学院和大学提供了在线课程。这种趋势将伴随着所有等级的学校都需要考虑更多的方式满足学生的生活风尚、安全和学习偏好而不断增长，而不是恰好相反。今天使用的网上讲座工具主要是单向视频码流。学生仍然需要调用工作室(studio)或文本信息通知教师，才能提出问题。教师观察学生约会的能力受到了限制，没有办法督促课堂讨论。一种低成本统一通信可以支持双向视频会议功能，将大大提高远程教育体验的质量。

　　改进远程工作效力：

　　·根据 Dieringer Research Group 2005 年的调查，在美国有 2610 万人一个月至少有一天，2220 万人至少一个星期有一天在家工作。一些公司建立了使用 VPN 软件电话(softphone)的远程工作人力资源，可以让经理们只需通过拨打他们的 PBX 扩展名就可以与遥远的员工联系。不过，如果没有适当的音频外设，呼叫的质量可能非常糟糕。质量糟糕的呼叫的某些原因可能是回声、尖声尖气的声音、音量低微和烦人的背景噪声。利用一个支持高清语音级回音消除和降噪技术的音频外设就可以解决这些问题。其他功能，如 360 度(会议室会话)至 40 度(私人交谈)之间麦克风选择范围的切换能力，可以增加远程工作办公室和工作方式的灵活性。

　　多功能音频外设方面的挑战

　　厂商希望开发一种数字的、多合一的 PC 音响系统，他们通常关注两个主要问题。

　　成本：为了找到市场价格的最佳点，音频设计人员在选择适当的编解码器、控制器、耳机和扬声器放大器、音频/语音处理器和匹配软件时，受到了严格的成本预算限制。

　　参考设计支持：开发一种一体化的音频解决方案要求具备音频和语音领域的专长。虽然设计人员可以试图组合来自不同芯片(技术)厂商的扬声器参考设计和扩音器参考设计，来创建一个新的多芯片定制设计，但是要从一家厂商得到支持来优化音频和语音性能将是非常困难的。

　　科胜讯的 CX20562 是一个创新的片上扬声器解决方案，它整合了数字音频/语音处理器、音频编解码器和 D 类放大器的功能，采用的是经济有效的 48 引脚四方扁平无引线(QFN)封装。这种解决方案利用立体声、针对音乐生成的高保真度 24 位 DAC 进行了优化。它还具有采用宽频带 AEC 和降噪硬件 DSP 的内置无回声扩音器。高质量音乐扬声器和语音扩音器组合利用了全 CMOS 结构混合信号和 DSP 集成的最新技术进步。这个现成的解决方案无需使用多芯片参考设计，有助于音频设计人员轻松而经济有效地设计用于高清音频和语音应用的一体化产品。

　　CX20562 支持市场上许多增值功能，如音乐保持(on-hold)、Aux 淡入/淡出、BrightSound、DSP 阵列麦克风、全球移动通信系统(GSM)抗噪性，以及短信息发送按钮。CX20562 有一个用于 PC 连接的即插即用 USB 接口，还有一个用于其他音频外设连接的辅助模拟输入。该器件支持数字和模拟音量控制、麦克风静音和扬声器静音。CX20562 有一个连接 20 键可编程小键盘和 LCD 显示器接口的附加接口。内置 D 类放大器具有通过 USB 主机电源驱动 1.2 W 4Ω 负载的能力。D 类放大器的效率使之成为了便携式音频应用的理想选择。

　　对于更高输出的应用，外置放大器可以通过耳机/线路电平输出连接到CX20562.