这场被人工智能催熟的“音箱梦”,最后究竟谁来定局?

发表于 2018-12-07 10:49:04 收藏 已收藏
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这场被人工智能催熟的“音箱梦”,最后究竟谁来定局?

发表于 2018-12-07 10:49:04
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当深圳南山区的方案商猛增到数百家时,嗅觉敏锐的掘金者意识到,创业公司已经沦为故事的配角。 在消费级市场,这注定是场群雄并起、跑马割地的游戏。于是,三年前创业做智能音箱的老王,带着团队摇身一变,改头换面为技术方案公司。

当年在供应链端,为了九牛一毛的订单利润,代工厂们你争我抢,甚至不惜垫付百万元赔本做买卖。“到最后都是为大公司白打工。反正这一波,我决定放弃”,在深圳供应链市场摸爬滚打五年了的老周表示,不愿淌这趟浑水。如今也改头换面。到处职业碰瓷高科技,打算力缆狂澜!

“国内外用户习惯存在差异,国内市场需求并不刚性。”这是国内智能音箱产业普遍存在的感觉同时也是投资人们的典型回应。可现实的数据却赤裸裸的抽了这帮精英群体的脸, 基于线上淘宝(包含天猫)销售数据的跟踪调查,智能音箱品类的整体月销量才经过三年的发展已经突破1000万台。这个行业从2014年被提出来,经过数载波折,如今全面井喷!在2018年10月-11月的销售来看,仅仅华为和小米的便携音箱就卖出了超过6000000台, 大玩家涌入,资本市场骤然引爆,供应链处于被动,创业者相互倾轧,销量数据两极差距。这场被人工智能催熟的“音箱梦”,最后究竟谁来定局?

BATJ、小米、联想已悉数到场,大张旗鼓,发布会一场接一场,颇为热闹。做流量入口,搭建生态平台,成为家居终端,智能音箱被寄予众望。

为此做为国产高新科技企业的深圳茂捷半导体请来了茂捷科研部首席工程师,

周荣川先生

周荣川,作为国内电源产业领域从业17年。

拥有丰富的AC-DC电源方案和音频应用方案经验,TI高级模拟应用工程师,为您解析音频芯片领域的新技术和最热门的音频解决方案。

在周荣川先生分析来看我们经常提到的是:

1)选择方案应该重点关注哪些指标?

2)目前主流的蓝牙音箱使用方案有哪些?

一、关注哪些指标?

简单讲,因为蓝牙音箱都比较小,所以要求没有很高,需要注意的都是最基本的音频指标,比如功率,效率,频响和失真度。

其他方面就是电池的播放时长和充电速度。到终端客户,往往需要用更形象的指标来描述,比如适用于多大空间,或者多远距离可以听。其他的效果主要在主观评介。很少有产品把自己的客观指标作为宣传点来告知终端用户。所以市场上很低端的低价蓝牙音箱则只关心功率。这种音箱通俗来讲就是“听个响”。影响到听音体验和使用体验的指标一般都没有测量。

而追求品质的产品,都对影响声音和电池使用时长的基本指标做设计保证和质量管控。另外,指标也是相对静态的数字,因为测试信号是相对稳定的,而音乐和音频是复杂变化和大动态的,所以同样的指标,并不意味着有同样的主观表现。只能说,客观指标是基础。这些指标有时候是相互制约的,所以一般要根据自己需要的产品的特点,选择合适的芯片和设计。

二、主流蓝牙音箱方案有哪些?

主流蓝牙音箱的方案来说,一般蓝牙音箱的功率都小于10W, 一般是3~6W之间。

小功率的单声道蓝牙音箱,主要使用M3110H 自带升压部分,4欧姆喇叭的话可以到5.4W 1% THD+n. 因为是H类的功放(就是功放的升压电压会随着输入信号而调整),所以效率很高。

中、大功率的,比如5W到10W的蓝牙音箱,单声道或者双声道,一般用TPA3110, M3110D做功放,而DAC和处理一般用PCM510都是内部有miniDSP, 可以做一些声音处理,包括基本的EQ等。

这几个功放的性能都很好,因为是闭环反馈的,TPA3110是QFN封装的体积比较小,M3110和其一样都是是混合输出模式的的,静态电流很小,有助于提高系统效率。M3110D是15W每声道的双声道功放,M3110可以做到是30W每声道的双声道功放,所以内阻都很小。

数字输入的功放也用的非常广泛,而且有更高级的音频处理。

普通声音处理的数字输入功放,一般来说,都具有多段EQ (5 bands to 10 bands)和1到3段DRC (按照频率分段),失真度控制等功能。蓝牙音箱用的比较多的作为M3110是完全可以完成这样的,支持2段DRC等等。

还有一些数字输入功放具有更强大的声音处理功能,内置了 miniDSP和RAM/ROM, , 我们提供了一些预先做好的处理流程可以选择使用,比如多达10段的EQ,增强功能的多段DRC,低音增强,自适应EQ等。而更先进的声音处理,则是“智能 功放”,这种算法对喇叭进行建模,播放音乐的时候,实时预测喇叭的状态,对震动幅度和温度进行实时 的控制,避免喇叭损坏,在这个基础上面,喇叭的瞬时功率可以轻松达到额定功率的3倍以上,喇叭的功率越大短时间峰值可以达到的功率越大,这样就可以实现传 统算法无法实现的很好的低音效果和更高的响度,弥补小口径喇叭以及小音腔的不足。

另外我们还新推出了一些性比更高的数字输入功放比如M3110升级版,有15段EQ和3段AGL,后续更会推出不需要输出电感的产品。

这里的EQ实际上是BiQuad滤波器,就是不仅能做EQ,也可以做高通,低通,Notch, Bass/Treble shelf 等滤波器。

软件工具上走向高度统一,就是熟悉了一个功放的使用,就可以很快的上手其他功放的使用和调试。便于快速产品化缩短开发时间,在及时使用新产品新技术的同事减少出错的机会。

1. 问:在双节蓝牙音箱中实现充电五分钟,听歌两小时,最少需要多大的充电电流?(设定蓝牙音箱的电池是2200mA/7.4V)

答:蓝牙音箱的电池容量通常是7.4V*2200mA·h=16280mW·h。以10W蓝牙音箱为例,其平均功率为1.5W左右,其播放时间 T=16280mW·h/1.5W=10H。

因此,两小时的音乐播放的功耗为 W=1.5W*2H=3W·h。因此,需要在5分钟内充入3Wh的能量,因此其充电功率应该为 P=3W·h / (5/60 h)=36W。因此充电电流应该设置为 I=36W/7.4V=4.86A。TI 的充电IC,M1056/M4054同步的控制器可满足此需求。

2. 问:音响发烧友追求的“发烧运放”到底好在哪?就我所了解的,从运放的专业角度看运放的技术指标,那些被认为非常好的运放的指标并没有现在的一些优秀的音频运放的指标那么好。究竟这些“发烧运放”是真好吗?还是被市场炒起来的呢?

答:其实有一个非常重要的问题是,主观性。人比较喜欢自己常听的声音,特别是在差距不大的时候。所以在客观指标到达一定的程度之后,往往需要对比。另外客观指标来讲,指标的测量是相对静态的,比如固定的幅度或者固定的频率的测试信号。和音乐的动态是有差异的。谐波成分的差异和非常微小的低噪会造成主观听感较大的差别。谐波和电路结构和制程相关。另外也与供电和外围电路设计关系很大。TI也有很多新的非常好的音频运放,比如M6362A/M5579。

3. 问:可否推荐一下音频的消噪方案?

答:对常驻噪声,比如风声\马路噪声等可以用M3110这样的内置DSP的codec来处理。ANC现在官方不支持。

4. 问:为什么现在很多智能产品的信号传输都采用2.4GHz的模块芯片呢?它的优势是什么?没有其他的频段可以发代替吗?

答:民用free band,便于实现,成本低,5G是当前开始广泛使用的另一个频段。

5. 问:蓝牙音箱设计中,如何选择合适的充电芯片和DC芯片,避免PA过流掉电保护?

答:你说的这种,主要因为电源承载能力不够或者瞬态不够造成的,所以在设计的时候设计足够多的余量。另外使用功放的PLIMIT功能。

6. 问:现在很多音响都是追求体积更小,音质更好,在这方面有什么好的设计和推荐?采用TI的那款芯片可以提高音质和稳定性呢?

答:市面上很多。并不别人用的你就要用,要切合实际应用。

7. 问:智能音响、电视等智能应用的语音识别需要外加几个codec?codec型号是?需要用几路MIC?

答:2到4片。一般是4到8路MIC。

8. 问:M3110对喇叭有什么要求?

答:如果用智能算法的话,一般是3欧姆到8欧姆,功率1W以上。

9. 问:TI是否有成熟的用于智能音响的语音识别的多MIC语音采集和前置处理方案?

答:推荐采用TpA3110或者M3110 消噪和阵列算法用M55xx芯片。

10. 问:无线耳机采用的哪款放大器?续航能力如何?

答:推荐采用根据产品实际需求,根据最终的效率来讲,续航能力主要取决于电池大小和耳机。

11. 问:无线耳机在电池管理方面采用了哪些方案?

答:根据实际情况,使用XC6206系列

12. 目前TI的20W左右的两进一出的功放哪款比较常用?

答:推荐使用M3110/TPA3110。

13. 问:如果Soundbar和移动电源功能结合,TI 有类似的方案吗?

答:其实直接用的整体方案,TI还比较少,但是可以组合起来用的。一般蓝牙音箱和移动电源结合。Soundbar因为体积大,不便于携带。要想更好的蓝牙音箱效果,可以用XC9141系列M这种有特殊算法的芯片。

14. 问:Soundbar支持几种输入?

答: 一般来说HDMI,蓝牙,光纤,同轴,模拟,3.5mm模拟,这六种,有的支持USB播放。

15. 问:M3110对于开关频率是如何设置的?闭环反馈如何设计?

答:50k,所以一般不必考虑调整频率,不易干扰am。本身芯片就是闭环反馈,如果想要滤波器后反馈,可以改为LC滤波然后增加反馈,一般没有必要。

16. 问:如何优化无线传输音频信号的音质呢?

答:传输软件什么往往改的余地不大,都是芯片厂商提供的,所以你能做的,可能就是优化天线设计,减少噪声,提高灵敏度。另外也要看功放部分的音质,确定是哪部分产生的噪声多。

17. 问:总是听说蓝牙音响音质不是特别好,是蓝牙通信的速率限制、编码解码的原因,还是后面DA的输出和功率放大器的设计有些问题呢?

答:主要是国内比较流行低端产品造成的。从头到尾都要节省成本所以都会有点问题,音质就没办法做好。就是便宜。有些品牌的做的要好一些但是品牌溢价又比较多。

18. 问:利用蓝牙传输的时候如何确保信号不中断,提高稳定性。蓝牙传输距离一般是10米左右?

答:是10米左右,5.0之后会更好,一般软件没问题的话主要是硬件提高灵敏度。

19. 问:Soundbar 内置无线发射器 能做到多远?

答:一般是20米以内,因为是2.4G的,在有人遮挡的时候还要重传。

20. 问:在进行语音识别时,是否必须要联网,能否可以使用离线数据,TI的方案有没有较好方案?

答:需要联网。TI方案的优点是,提供了一定的本地化的语音识别,所以有些命令不必联网,所以在不能联网的时候也能完成一些基本操作。

智能音箱未来的三大方向

面对以上问题,以及智能音箱目前略显尴尬的境况,笔者认为,国内音频硬件厂商必然会从智能音箱未来的发展方向和战略趋势上做出调整:

降低操作门槛,提升音质表现,丰富内容资源

方向一:进一步改善使用体验,降低操作门槛。

目前来看,前期复杂的设置仍然是一部分智能音箱的诟病,也是影响用户体验的根本原因。而在这方面,漫步者、叮咚、DOSS等国内品牌已经把操作体验做的很好,值得其他厂商借鉴。

方向二:提升产品的音质表现。

音质作为考量一款音箱性价比的重要标准,在任何时候都应该被放在第一位,同时也是用户最关心的。未来,智能音箱的音质仍然是决定其能否引领行业变革的关键因素。这方面,国内厂商应该多向SONOS、BOSE、漫步者学习,在将音质做好的前提下进一步提升产品功能和体验,而不是只想着牟取短时的利益。

方向三:进一步丰富内容资源,增加用户粘性。

智能音箱一个非常重要的特点是拥有丰富的内容资源,用户可以在音箱上点播任何想听的内容。但它需要音频硬件厂商与各大音乐、有声读物平台的深度合作。而在这方面,SONOS已经将内容资源做到了极致,漫步者、叮咚、电蟒云音响、O2云音响等,也都拥有较为丰富的内容资源。

智能音箱未来的三大趋势

回归本质,高音质将成为智能音箱的特点

趋势一:不忘初衷,回归音质。

自2014年来,智能音箱受用户批评最多的可以说就是音质不佳了,这方面笔者也深有体会。然而作为一款音箱产品,唯有先将音质做好,才能谈及智能化程度和内容资源。因此在未来,音响厂商也会更加清楚的明白,智能音箱产品要回归音质,才能有更长远的发展。

趋势二:智能化体验将成为智能音箱的特点。

智能音箱诞生的目的就是为了给用户带来更便捷的体验,让你回到家里可以放下手机,更好的享受音乐和生活。因此,为音箱接入丰富的互联网服务,将传统音箱变成当今互联网服务的分发平台,将是智能音箱未来的发展趋势。

趋势三:进一步布局智能家居领域。

目前,阿里和京东都在全面布局智能家居生态系统,并借助于智能音箱的语音交互功能,来打通智能家居的入口。在不久的将来,用户在家里的智能音箱上通过语音指令就可以快速完成预约叫车、外卖订餐、快递下单、家政服务、路况实时播报等服务。重要的是,这一切都不需要你再用手机来操作,动动嘴告诉智能音箱,它就可以帮你来完成。

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