Jste zde

AK5706 - akustický analyzátor s velmi nízkou spotřebou

Petr Roček, Codico GmbH, 17. Únor 2022 - 7:46

AKM (Asahi Kasei Microdevices Corporation) vyvinula vysoce výkonný 24bitový stereo A/D převodník s integrovaným akustickým analyzátorem, zvukovou vyrovnávací pamětí a podporou digitálních mikrofonů a mikrofonů s vysokým SNR.

Integrovaný akustický analyzátor AK5706 nepřetržitě analyzuje příchozí zvuk, zatímco zbytek systému zůstává vypnutý. Jakmile zachytí požadovaný zvukový signál do 7 ms od detekce AK5706 probudí mikrokontroler a začne příchozí zvuk nahrávat do své vnitřní vyrovnávací paměti, aby zachytil veškeré zvukové události, které proběhnou během spouštění nadřazeného SoC. Jakmile se systémový SoC probudí, přečte obsah vyrovnávací paměti, aby určil, jakou akci má provést.

Možnost analyzovat zvukový vstup, zatímco zbytek systému spí, drasticky snižuje spotřebu energie celého systému, a tím se zvyšuje životnost baterie. AK5706 je proto ideální pro aplikace, jako jsou chytré reproduktory, nositelná zařízení vybavená hlasovými asistenty a připojená bezpečnostní zařízení, která naslouchají konkrétním zvukům.

Co je to akustický analyzátor (AAA – Acoustic Activity Analyzer)?

Akustický analyzátor je složitější, ale efektivnější než klasické řešení probuzení procesoru podle úrovně napětí, které zvukový signál vytvoří. AAA provádí analogovou časovou a frekvenční analýzu, aby zjistil, zda zvukový obsah spadá do specifikovaných kritérií. Vlastní patentovaná analogová technologie AKM s ultranízkou spotřebou umožňuje poslouchat relevantní zvuk při spotřebě pouhých 30 μA.

Detektor hladiny hluku funguje jako strážce. Neustále sleduje úroveň okolního hluku, aby omezil falešné poplachy, které se mohou objevit v hlučném prostředí. Akustický analyzátor klasifikuje zvukový obsah jako nízkofrekvenční nebo vysokofrekvenční. Dále jej dělí na zvuk s krátkou nebo dlouhou dobou trvání. Kritéria pro nízkou vs vysokou frekvenci a krátkou vs dlouhou dobu trvání si je možné nastavit.

Pokud budeme chtít, aby se procesor probudil lidským hlasem, zvolíme nízkofrekvenční a dlouhotrvající zvuky. Pokud budeme chtít procesor probudit klepáním na dveře, budeme hledat nízkofrekvenční zvuky s krátkým trváním. Navíc má akustický analyzátor režim, který výhradně detekuje zvuky alarmu T3 (detektor kouře) a T4 (detektor oxidu uhelnatého).

Mimořádně nízká spotřeba energie a různé možnosti probuzení systému

Externí spouštěcí vstup AK5706 umožňuje probudit systém na základě podnětů ze senzorů, jako jsou detektory pohybu nebo dveřní senzory. Ještě větší úspory energie lze dosáhnout použitím externího spouštěcího vstupu a akustického analyzátoru společně. Takže AK5706 čeká na lidskou přítomnost (11μA) a teprve poté začne poslouchat kvalifikovaný zvuk (30μA).

Vestavěná zvuková vyrovnávací paměť pro ukládání zvuku

AK5706 obsahuje 64kB vyrovnávací paměť, která dokáže zaznamenat až dvě sekundy zvuku v závislosti na kvalitě a počtu kanálů. Díky paměti je schopen zachytit zvuk, ke kterému došlo během bootování SoC. Data uložená ve vyrovnávací paměti lze číst vysokou rychlostí přes SPI, takže je vhodná pro chytré reproduktory a další zařízení s asistentem, která vyžadují zpracování v reálném čase.

Záznam zvuku ve vysokém rozlišení s nízkou spotřebou energie

AK5706 je nízkopříkonový, vysoce výkonný 24bitový stereo ADC převodník s dynamickým rozsahem 105 dB, vzorkováním 192kHz a spotřebou 1,6 mA. Výkon ADC převodníku jej činí ideálním pro nositelná zařízení a další energeticky náročné produkty s mikrofonem. Zároveň je velmi vhodný pro bezpečnostní zařízení, která vyžadují vysoce kvalitní zvukový záznam i ze vzdáleného místa.