
隨著AI玩具市場的快速發(fā)展,語音交互逐漸成為各類智能玩具的基本功能,而實(shí)現(xiàn)語音控制的前提,便是讓玩具能夠“聽懂”用戶的講話。為此,一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——音頻編解碼器,成為此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié)。
音頻編解碼器(Audio Codec)主要負(fù)責(zé)壓縮、解壓縮以及轉(zhuǎn)換音頻信息,形式上包括獨(dú)立的硬件芯片和軟件算法。它的價(jià)值,在于能在不影響音質(zhì)的前提下,顯著降低音頻文件的存儲需求和傳輸帶寬壓力。
在硬件層面,音頻編解碼器通常內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的高效轉(zhuǎn)換。玩具中的麥克風(fēng)采集和揚(yáng)聲器播放,都依賴于這一電路模塊。
軟件方面,則需要支持如MP3、AAC等音頻壓縮算法。例如,MP3格式便通過篩掉人耳不易察覺的頻率段來實(shí)現(xiàn)體積減小。
與一般消費(fèi)級芯片類似,玩具用音頻編解碼芯片通常還需兼顧低功耗、低成本與高集成度??紤]到玩具多采用電池供電,行業(yè)對休眠電流有較為嚴(yán)格的要求(如待機(jī)≤5μA,工作≤10mA),而采購價(jià)方面也傾向于0.1至1.5元區(qū)間。
市場上,主流廠商提供了多種適配玩具領(lǐng)域的音頻編解碼器解決方案。例如,Everest Semiconductor的ES8311是一款面向低功耗、單聲道音頻場景設(shè)計(jì)的芯片。它采用24位ADC,支持8-96kHz采樣率,信噪比達(dá)100dB,兼容模擬或數(shù)字麥克風(fēng),并集成自動(dòng)電平控制(ALC);典型工作電壓為1.8~3.3V,錄放耗能14mW,待機(jī)電流低于0.1μA,QFN-20小型封裝。
ADI的SSM2603則針對便攜音頻及教育電子設(shè)備,支持高品質(zhì)立體聲,具備2路ADC與2路DAC,信噪比92dB,1.8~3.6V寬電壓輸入,立體聲輸出最低功耗約7mW,采用28腳LFCSP封裝。
在國產(chǎn)方案方面,國新思辰的SC2601為單聲道設(shè)計(jì),具全差分輸出和可變增益模擬輸入,錄音環(huán)路內(nèi)集成低噪聲放大器和自動(dòng)增益控制,支持內(nèi)置可編程濾波降噪。播放通路為單聲道DAC,并支持多級音量調(diào)節(jié)。其封裝、引腳及功能與ES8311可直接兼容,信噪比為95dB,超低待機(jī)電流(
廣州九芯研發(fā)的NVF00M則面向智能互動(dòng)玩具市場,主打經(jīng)濟(jì)性和高擴(kuò)展性。該方案采用32位處理器,主頻可達(dá)120MHz,支持實(shí)時(shí)音頻處理,可通過SPI-FLASH擴(kuò)展存儲,最長錄音時(shí)長可達(dá)33分鐘(約2000秒),對WAV格式原生適配,采樣率范圍6kHz至32kHz,最低待機(jī)電流小于2μA,支持2.0~5.5V寬電壓,采用SSOP24封裝。
總之,智能玩具中的音頻編解碼器選型,需優(yōu)先關(guān)注低功耗、小型化、成本可控、功能適配和抗干擾性能。針對不同定位和需求,合理搭配相應(yīng)芯片,才能更好地兼顧交互體驗(yàn)與系統(tǒng)性能。

