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面向音樂手機的藍牙耳機套件剖析

Richard Nass 2007/03/01

  如今在路上很容易見到頭上戴著耳機、似乎在自言自語的人,但藍牙耳機的普及程度仍不算很高,至少現(xiàn)在如此。這里所說的耳機套件(相對于一個耳機),是指將音頻同時送到人的雙耳并帶立體聲音效的設(shè)備。目前這種耳機不夠普及的原因之一是缺少具有藍牙功能的音頻播放設(shè)備。然而,如今市場上出現(xiàn)了許多MP3播放與手機的融合產(chǎn)品,而市場正需要這樣的產(chǎn)品。零售價為89.95美元的Bluetake iPhono mini(BT450Rx)就應(yīng)運而出了。

  Bluetake公司的iPhono mini耳機套件大小在耳塞和全尺寸耳機之間,由一對適配雙耳并由導(dǎo)線(顯然不是用來連接音頻播放器)相連的揚聲器組成。這副耳機的另外一個優(yōu)勢是還具有麥克風(fēng)功能。因此,當(dāng)耳機與具有MP3功能的手機相連時,如果有電話進來,用戶只需簡單地切換到“通話”模式,不會丟失一個音符。

  相對這副耳機的價格和舒適性來說,它的聲音質(zhì)量還是可以接受的。然而,我不得不承認將它們連到音源花了我不少的時間,軟件不是最好用的那種。

單芯片內(nèi)集成了RF和基帶

  除了終端用戶問題外,Bluetake的設(shè)計還是相當(dāng)簡單和優(yōu)秀的。元件數(shù)量很少,這在很大程度上要歸功于RFMD藍牙控制器芯片的使用。由于這個耳機是第二代產(chǎn)品,設(shè)計師已經(jīng)經(jīng)受和解決了最初設(shè)計中遇到的一些問題。特別是麥克風(fēng)很好地隱藏在這個工業(yè)化的設(shè)計中,這是很有挑戰(zhàn)性的,因為麥克風(fēng)的位置與揚聲器只有10mm的距離。

  大小為6×6mm的藍牙控制器SIW3500GIG1最早是由SiliconWave公司開發(fā)的,后來該公司被RFMD收購了。該芯片是一個集完整的藍牙射頻和基帶功能于一身的器件。采用0.18微米工藝的這款射頻芯片符合藍牙2.0標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)置一個嵌入式ARM內(nèi)核和嵌入式ROM和RAM。

圖:iPhono mini使用了RFMD公司的藍牙控制器

  SIW3500GIG1可以處理包含人機界面在內(nèi)所有上層和下層堆棧的藍牙交互指令;還可運行免提算法,包括音頻/視頻遙控和高級音頻分配(A2DP)協(xié)議規(guī)范。另外還有一個來自AMIS公司的輔助芯片Bela-Signa200。該芯片采用MLF封裝,提供A2DP規(guī)范要求的子頻段編解碼器解碼功能,還能運行某些音頻增強算法。

與存儲器之間的通信

  耳機的藍牙控制器需要與外接的SST公司4Mb閃存器件通信。該存儲器主要存儲上層堆棧和協(xié)議。幾乎任何通用閃存器件都可能被用過!拔覀儽仨毎支持各種閃存,因為許多閃存具有不同的扇區(qū)大小和寫入擦除要求。”RFMD公司無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)部總經(jīng)理Dave Favreau說,“任何時間只要一有新的閃存上市,我們就會研究是否已經(jīng)支持這種閃存,如果還不支持,我們還需要做哪些工作。”

  之所以選擇SST閃存,是因為它是少數(shù)幾種支持1.8V電壓的器件。1.8V器件有助于減少整個系統(tǒng)的功耗。iPhono mini耳機還使用了RFMD公司的嵌入式線性降壓穩(wěn)壓器。Bluetake設(shè)計師本來還想讓系統(tǒng)可以工作在外部開關(guān)電源模式以節(jié)省更多的功耗,但基于成本的考慮最終放棄了這種做法。

功耗與靈活性

  RFMD藍牙器件目前仍在繼續(xù)發(fā)貨,但很快會被該公司新開發(fā)的擴展數(shù)據(jù)率器件-0.13微米的RF4020所代替。RF4020現(xiàn)在還在出樣階段,不久將進行批量生產(chǎn)。

  RFMD設(shè)計師稱,他們的藍牙射頻具有最低的電流消耗和最大的靈活性。靈活性來自于公司向第三方開發(fā)人員開放源碼和應(yīng)用代碼(不管是應(yīng)用層還是協(xié)議層)的事實,因此允許那些開發(fā)人員通過修改來增加他們自己的價值。

  “我們提供并交付了一些音頻增強算法,但有些用戶擁有他們認為更好的獨特音頻增強算法!盕avreau表示,“雖然我們提供了免費的算法,但他們認為他們自己的音頻算法有更好的附加值或差異化特性!

  當(dāng)耳機在大部分時間所處的頁面掃描(待機)模式下,射頻部分的電流只有1mA以下。在音樂流模式下,當(dāng)用戶確實在聆聽來自音源的流式音樂數(shù)據(jù)時,電流將上升到約42mA。在HV3(通話)模式下,由于只是從耳機獲取純聲音數(shù)據(jù),電流約為32mA。

  Bluetake在開始耳機設(shè)計時基本遵循了RFMD公司經(jīng)藍牙認證的參考設(shè)計。所做的關(guān)鍵修改是為了盡可能符合獨特的工業(yè)設(shè)計封裝。Bluetake最后還將設(shè)計送給RFMD進行審查,以確保RFMD處于推薦的規(guī)范之內(nèi)。審查完后設(shè)計也就完成了。

  雖然滿足參考設(shè)計指南通常是個好的做法,但也不經(jīng)常是。設(shè)計師最容易出偏差的地方是天線的放置。這也是對性能有巨大影響的區(qū)域。例如,如果片狀天線放得太靠近接地金屬面,肯定會影響幅射圖案。不幸的是,有時必須做出犧牲以便產(chǎn)品適合體積越來越小的耳機。

  iPhono mini是真正突破體積極限的優(yōu)秀設(shè)計范例。其片狀天線(頂部有個點的藍色部件)位于接地金屬面的5到7mm范圍內(nèi)。大多數(shù)有經(jīng)驗的設(shè)計師都認為這一距離太近了。此外,iPhono mini的設(shè)計表明節(jié)省成本放在了開發(fā)人員考慮的優(yōu)先級列表的首位。

本文小結(jié)

  耳機正像定義的那樣需要將立體聲音頻送到雙耳。藍牙耳機普及性較低是因為缺少具有藍牙功能的音頻播放器。隨著融合MP3手機的上市,Bluetake公司適時推出了iPhono mini(BT450Rx)耳機產(chǎn)品。

  Bluetake的iPhono mini耳機尺寸位于耳塞和全尺寸耳機之間,由適配雙耳并由導(dǎo)線相連的一對揚聲器組成。作為附加優(yōu)勢,iPhono還裝備有麥克風(fēng),因此在與蜂窩電話相連時,它可以被簡單地切換到“通話”模式,不會丟失一個音符。相對iPhono mini的價格(89.95美元)和舒適性來講,其聲音質(zhì)量是可以讓人接受的。

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