Добро пожаловать в Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.

С быстрым ростом рынка игрушек с искусственным интеллектом голосовое взаимодействие стало одной из основных функций интеллектуальных игрушек. Аудиокодек (Audio Codec) как ключевой компонент для обеспечения высококачественного голосового взаимодействия напрямую влияет на скорость отклика, качество звука и контроль энергопотребления игрушек с искусственным интеллектом.

Аудиокодек (Audio Codec) — это аппаратное устройство или программный алгоритм, используемый для сжатия, распаковки и преобразования аудиосигналов. Его основная функция заключается в уменьшении объема памяти, необходимой для хранения аудиоданных, и пропускной способности канала передачи данных при сохранении качества звука.

Обычно аудиокодек состоит из аппаратной и программной частей. Аппаратная часть имеет отдельные электронные компоненты, включая АЦП и ЦАП, которые обеспечивают взаимное преобразование аналогового и цифрового сигналов. Некоторые игрушки используют этот модуль для записи с микрофона и воспроизведения через динамики.

На программном уровне требуются некоторые алгоритмы сжатия, такие как MP3, AAC и т. д., для кодирования и декодирования цифрового аудио. Например, MP3 уменьшает размер файла за счет отбрасывания частотных диапазонов, которые не воспринимаются человеческим ухом.

Как и обычные чипы для игрушек, аудиокодеры-декодеры также должны соответствовать особым требованиям, таким как низкое энергопотребление, низкая стоимость и высокая степень интеграции. Поскольку игрушки в основном питаются от батареек, ток в режиме ожидания должен быть ≤5 мкА, а рабочий ток ≤10 мА, при этом стоимость чипа должна быть в пределах 0,1–1,5 юаня.

В настоящее время на рынке существует множество основных решений для аудиокодеков в игрушках, например, ES8311 от Everest Semiconductor — это высокопроизводительный чип, специально разработанный для монофонических аудиокодеков с низким энергопотреблением, который подходит для игрушек и других приложений, требующих низкого энергопотребления и высокого качества звука.

ADC использует 24-битную дискретизацию, частоту 8–96 кГц, отношение сигнал/шум 100 дБ, поддерживает аналоговый/цифровой микрофон, автоматическое регулирование уровня ALC, рабочее напряжение 1,8–3,3 В, потребляемая мощность при воспроизведении/записи 14 мВт, ток в режиме ожидания <0,1 мкА, корпус QFN-20.

ADI представила SSM2603, низкоэнергетический высококачественный стереофонический аудиокодер-декодер, подходящий для портативных цифровых аудиоприложений, таких как образовательные игрушки. Он поддерживает различные частоты дискретизации аудио и различные напряжения питания.

Чип имеет 2 канала АЦП + 2 канала ЦАП, отношение сигнал/шум 92 дБ, рабочее напряжение 1,8–3,6 В, корпус 28-LFCSP-WF, потребляемая мощность при стереовоспроизведении может достигать 7 мВт.

В настоящее время в Китае также существует немало решений, например, SC2601 от Guoxin Sicheng. Это монофонический аудиокодер-декодер с низким энергопотреблением, полным дифференциальным выходом, поддержкой программируемого аналогового входа в полной дифференциальной конфигурации, записывающим путем, включающим полный дифференциальный вход, программируемый усилитель с низким уровнем шума и автоматический контроль усиления (ALC), что обеспечивает четкую запись звука.

Во время записи шум устраняется с помощью встроенного программируемого фильтра. Путь воспроизведения включает монофонический ЦАП, программируемый регулятор громкости и полностью дифференциальный выход. Он совместим с ES8311 по выводам, имеет отношение сигнал/шум 95 дБ и ток в режиме ожидания <0,1 мкА.

NVF00M, выпущенный Guangzhou Nine Core, представляет собой низкоэнергетический чип для записи/воспроизведения, специально разработанный для интеллектуальных интерактивных игрушек, который отличается низкой стоимостью, высокой степенью интеграции и широкими возможностями расширения. Архитектура CPU использует 32-разрядное ядро с максимальной тактовой частотой 120 МГц и поддерживает обработку аудиокодеков в реальном времени.

Внешнее расширение памяти SPI-FLASH поддерживает до 2000 секунд записи (около 33 минут) или сотни секунд воспроизведения музыки. Нативная поддержка формата WAV, частота дискретизации 6 кГц-32 кГц. Ток в режиме ожидания <2 мкА, рабочий диапазон напряжения 2,0 В-5,5 В, используется корпус SSOP24.

В целом, аудиокодеры в игрушках должны отвечать требованиям низкого энергопотребления, небольших размеров, низкой стоимости, адаптации к интерактивным функциям и устойчивости к воздействию окружающей среды. Затем, в зависимости от позиционирования игрушки, выбирается подходящий чип.