上海艾為電子技術股份有限公司（awinic），作為國內(nèi)引領音頻IC設計潮流的龍頭企業(yè)，在內(nèi)置DSP的數(shù)字功放系列上持續(xù)深耕，推出了一款內(nèi)置豐富音效和保護算法DSP、極低底噪和靜態(tài)功耗、10.25V電壓輸出、5.7W@8Ω Digital Smart K數(shù)字音頻功放產(chǎn)品AW88396FOR。

該產(chǎn)品極大地提升了多聲道終端設備（如手機、平板等）和各類IoT設備（手表、AR、VR等）的音效體驗。

目前，大多數(shù)IoT設備的主控平臺較為低端，不支持集成復雜度較高的音效和保護算法，只能采取簡單的硬件功放+小喇叭的解決方案，因此無法滿足好音質(zhì)、大響度的人機交互和外放需求。

隨著時代發(fā)展，消費者對移動設備的音質(zhì)與聲場效果的要求日益增高，移動設備通過增加聲道數(shù)來滿足消費者的需求，如手機立體聲和平板多聲道。以平板多聲道為例，從兩聲道到四聲道，再到六聲道甚至八聲道。每個聲道都需要將算法集成在主控平臺（如高通/MTK等），因此對主控平臺的算力訴求成倍數(shù)增加，也極大增加了主控平臺的成本和集成調(diào)試壓力。

圖1 傳統(tǒng)功放，算法都集成在主控平臺中

圖2 使用內(nèi)置DSP的功放AW88396 可節(jié)省平臺算力

針對以上的兩大類應用場景，awinic在Digital Smart K數(shù)字功放系列中，采用業(yè)內(nèi)先進的90nm BCD高壓特色工藝，將awinic的國民神仙算法awinic SKTune集成至芯片的DSP中，推出了內(nèi)置豐富音效和保護算法DSP、支持turnkey調(diào)試、具有極低底噪和靜態(tài)功耗的10.25V輸出Digital Smart K數(shù)字功放AW88396FOR，出色地解決了IoT設備中低端平臺算法集成和多聲道對主控平臺算力成倍增加的難題。同時，該產(chǎn)品拓展了算法+功放+喇叭的高靈活度全鏈路的解決方案，給終端制造商提供了更多的方案適配空間，并節(jié)約了60%以上的音效集成和調(diào)試工時。

圖3 內(nèi)置豐富音效和保護算法的 turnkey UI界面

音頻功放 Digital Smart K系列

AW88396FOR

新產(chǎn)品特點

內(nèi)置10.25V升壓，可給8ohm揚聲器提供最高5.7W的輸出功率

底噪低至9.3uV，達到業(yè)內(nèi)領先水平

內(nèi)置豐富DSP功能，集成低功耗解決方案，有效增加移動設備的待機時間

DSP內(nèi)集成國民神仙算法awinicSKTune，給用戶帶來高音質(zhì)、大響度的聲學體驗

圖4 AW88396FOR的典型應用圖

1. 多維度的低功耗方案，增加移動設備的待機時間

AW88396FOR作為 Digital Smart K數(shù)字功放的一員，集成了Digital Smart K數(shù)字功放產(chǎn)品族自適應多臺階Smart Boost升壓的功能。由于音樂場景功放大部分時間在小功率條件下工作，在小功率下，Smart Boost比傳統(tǒng)架構的強制升壓(Force Boost)效率提升超過10%，節(jié)約功耗20~30mA，有效增加了移動設備的續(xù)航時間。

圖5 小功率下AW88396效率曲線 比傳統(tǒng)架構效率曲線高10%

表1 實測AW88396功耗

比傳統(tǒng)架構低20~30mA 對于內(nèi)置豐富音效和保護算法DSP的AW88396FOR，我們在原有的Digital Smart K數(shù)字功放產(chǎn)品族的基礎上，增加了基于心理聲學的功耗優(yōu)化算法，在不影響歌曲主觀效果的前提下，功耗可優(yōu)化15%~20%，進一步將整機音樂外放續(xù)航時間延長10%以上。

圖6 心理聲學算法功耗優(yōu)化15%~20%

2. 內(nèi)置帶turnkey方案的豐富音效和保護模塊的艾為國民神仙算法awinicSKTune，減輕算法對主控平臺壓力的同時，帶來極致的聲學體驗

內(nèi)置帶turnkey方案的豐富音效和保護模塊的艾為國民神仙算法awinicSKTune，可以讓客戶在分鐘級的時間內(nèi)完成高質(zhì)量音效調(diào)試。其中綠色邊框模塊為基礎算法模塊，粉紅色邊框的模塊為awinic特色定制模塊。

虛擬低頻模塊(VBE)、動態(tài)EQ模塊、MBDRC模塊可以提供更有質(zhì)感的低頻

聲音增強模塊(Sound Enhancement)可以讓人聲變得更加厚實

大音量模式（Super Voice Mode）可以提升免提音量，提升的幅度超過5dB，并且支持多檔位快速調(diào)試

動態(tài)增益控制（AGC）、MBDRC、EQ等模塊可以調(diào)整消費者喜歡的音色

振幅控制（IV MEC）和溫度控制（IV TPC）可以在提供大功率輸出的同時，有效地保護IoT設備的小單體喇叭，防止喇叭線圈超振幅斷線和過溫燒傷

圖7 AW88396FOR集成國民神仙算法awinicSKTune的DSP

圖8 大音量模式（Super Voice Mode） 響度提升>5dB

3、響應速度百微秒級的多維度多級調(diào)試的低電量保護方案

作為Digital Smart K數(shù)字功放的一員，AW88396FOR具有百微秒級別響應速度、多級調(diào)試功能，擁有多種調(diào)試手段的低電量保護算法（LVP），使得功放在更低的電源電壓下維持正常工作并且沒有雜音。

圖9 2.7V低電量下AW88396依舊正常發(fā)聲

如上圖所示，當電源電壓從3.8V降低到2.7V時，AW88396仍能無失真、無雜音地輸出音樂信號（低電量保護算法啟動，整體幅度會略有下降），而無低電量保護的音頻功放在2.7V電源電壓下，會進入不正常工作狀態(tài)，輸出無聲。

圖10 LVP保護邏輯框圖

因為LVP算法集成在芯片DSP中，算法的響應速度可以達到百微秒級別（其它不帶DSP的低電量保護方案功放的響應時間遠大于10ms）。其中電池電壓通過內(nèi)部VBat Vsensor獲取，芯片溫度通過內(nèi)部的IC Temp Sensor獲取，外部溫度通過I2C獲取。

這樣，LVP算法模塊可以同時檢測到電池的電壓、外部溫度和芯片溫度，根據(jù)不同的溫度和電壓，可以動態(tài)配置芯片對電池的最大抽取電流Ipeak，防止在電池低溫低電的場景下，將電池電壓抽取得過低，導致芯片觸發(fā)UVLO進入不正常工作狀態(tài)或者導致移動設備強制關機。同時在Ipeak降低、芯片最大輸出能力下降的時候，LVP模塊可以控制芯片的Volume和Vmax，保證最大輸出波形不削波，沒有雜音。

4、小于10uV的低底噪，在夜深人靜時，也能帶來無底噪高保真外放聽感

人耳對底噪是非常敏感的，在夜深人靜的寂靜場景，超過10uV的噪聲就能被人耳感知。Digital Smart K數(shù)字功放對低底噪技術不斷迭代升級，從傳統(tǒng)架構方案到動態(tài)匹配優(yōu)化噪聲方案，再到動態(tài)增益控制低噪聲DAC架構，成功將功放底噪降至10uV以內(nèi)，遠優(yōu)于同類產(chǎn)品的20uV水平，并且配合AW88396FOR創(chuàng)新的硬件Noise gate功能，可將芯片底噪降低到1uV以內(nèi)。

圖11 硬件Noise gate控制示意圖

硬件Noise gate的工作原理是，當輸入信號小于Threshold（如-90dB）時，將芯片的部分功能模塊關閉，輸出表現(xiàn)為高阻態(tài)，有效地將功放的輸出噪聲降低到1uV以內(nèi)，同時芯片的靜態(tài)功耗也可以從5.5mA降低到4.3mA。其中從Noise gate模式會早于有效信號（可以被人耳聽到的信號幅度）到達之前退出，不會在輸出信號中引入POP音。

awinicDigital SmartK

數(shù)字功放系列介紹

awinic Digital Smart K數(shù)字功放系列，在國內(nèi)外享有崇高知名度，AW88396FOR為該系列明星產(chǎn)品。

Digital Smart K數(shù)字功放系列從2014年開始不斷演進，從常壓到高壓，從不帶DSP到內(nèi)置豐富DSP，從輸出功率2W到5W，從無IV sensing到有IV sensing均可全系列覆蓋。該系列產(chǎn)品已廣泛應用于手機、IoT、工業(yè)和車載等領域。

表2 Digital Smart K數(shù)字功放系列

審核編輯：劉清