數字音頻技術使助聽器制造商能夠提高助聽器性能,降低其尺寸與成本,從而為最終用戶提供更方便和舒適的產品。飛思卡爾提供的設計說明對現代助聽器進行剖析,介紹其 DSP56F80x 數字信號控制器如何與主要的功能元件相結合,以小型輕便的外形提供更高的聽力效果和更長的電池壽命。
圖 1 顯示數字助聽器的常規(guī)功能,其中包括電源管理、麥克風和輸入電路、數字信號處理器 (DSP)、音頻輸出組件以及用戶界面功能。
麥克風可連接到前置放大器(如圖 2 所示),與阻抗結合,并正?;纛l電平。前置放大器輸出連接到放大器輸入,以調節(jié) ADC 接收到的電壓水平。
ADC 將連續(xù)的音頻信號轉換為數字樣本,以便由 DSP 處理和過濾。
飛思卡爾 MC56F8006 等數字信號控制器 (DSC) 可以提供放大器和 ADC 功能,并且還集成計時器/PWM 電路,以便向揚聲器放大器生成脈寬調制輸出,如圖 3 所示。用一個 DSC來取代這些分散的設備,有非常明顯的優(yōu)勢,包括節(jié)省板卡的占用空間,使設計人員能夠生產小型助聽器,以及提高可靠性和降低制造成本等。
ADC 的音頻信號采樣存儲在內存中。采集的信號應用了過濾算法。低功率、數字和自適應過濾是電池供電的助聽器的主要設計要素。因此,過濾算法可能是產品開發(fā)人員知識產權 (IP) 的關鍵部分,使產品能夠最大程度地減少不必要的環(huán)境噪音,以便只將所需的信號放大并發(fā)送到揚聲器。
MC56F8006的核心是器件的處理能力,由飛思卡爾 56800E內核提供。憑借其微控制器編程模型和優(yōu)化的指令集,此內核能夠執(zhí)行緊湊型 DSP 和控制代碼,因此,可將 DSP 的處理能力與 MCU 的功能相結合。它是執(zhí)行密集數學運算但對功耗敏感的應用(例如,當前的助聽器所需的復雜音頻過濾)的理想選擇’。MC56F8006 集成的外圍設備與內核協(xié)作工作,使工程師能夠消除許多外部組件,以最大程度地減少尺寸和重量,并確保使用時的高可靠性和耐用性。
MC56F8006 的 PWM 輸出可以通過揚聲器放大器前面的前置放大器傳遞。揚聲器放大器通常是 D 類放大器。這種拓撲因其尺寸小、能效高和散熱低等優(yōu)點而倍受青睞。MC56F8006 的 PWM 輸出有助于高效率運行 D 類揚聲器放大器,可以較小外形尺寸支持更多的音頻信道和更高功率。飛思卡爾 DSP56F80x 設備將外圍設備與軟件相結合,使 D 類放大器能夠以最高性能工作。
如圖 4 所示,MC13892 包含功率控制邏輯、處理器接口、事件檢測功能、實時時鐘以及帶幣形備用電池的關鍵振蕩器電路,另外還在配套處理器 IC 器件上支持外部安全的 RTC。它采用 SPI 和 I2C 接口以及觸摸屏接口電路,全部都包含在高度集成的混合信號 IC 中。MC13892與飛思卡爾 i.MX 處理器或任何其他需要高度集成的雙向功率管理、I/O 和通信設備的系統(tǒng)相連接。





