機(jī)器人可大致分為產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人與業(yè)務(wù)/服務(wù)機(jī)器人。產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人，如組裝機(jī)器人、焊接機(jī)器人等，已經(jīng)在FA工廠中運(yùn)用了很長(zhǎng)的一段時(shí)間，但近年來(lái)，業(yè)務(wù)及服務(wù)機(jī)器人得到了迅速發(fā)展。在世界范圍內(nèi)，AI揚(yáng)聲器（智能揚(yáng)聲器）等對(duì)話性機(jī)器人的發(fā)展尤為活躍，各類(lèi)型號(hào)的家庭用服務(wù)機(jī)器人相繼出現(xiàn)。
搭載AI助理功能的對(duì)話型機(jī)器人
對(duì)話型機(jī)器人AI揚(yáng)聲器的界面為人的聲音。在不需要進(jìn)行觸控屏或鍵盤(pán)等的情況下，麥克風(fēng)采集人的聲音，然后發(fā)送到云端，由AI（人工智能）識(shí)別，提供各種服務(wù)，例如音樂(lè)播放、提供新聞等信息、互聯(lián)網(wǎng)搜索、購(gòu)物和家電操作等等。AI的深度學(xué)習(xí)也使其能夠以簡(jiǎn)單的聊天形式與用戶(hù)交流。
說(shuō)話者在遠(yuǎn)處說(shuō)話時(shí)，固定使用的AI揚(yáng)聲器需要對(duì)該方向進(jìn)行檢測(cè)，并將其與周?chē)脑肼晠^(qū)分開(kāi)來(lái)。為此，AI揚(yáng)聲器搭載了多個(gè)麥克風(fēng)，以根據(jù)到達(dá)的聲音的時(shí)間差和強(qiáng)度來(lái)識(shí)別說(shuō)話者的方向，同時(shí)通過(guò)降噪技術(shù)，針對(duì)來(lái)自多個(gè)方向的環(huán)境噪聲，消除其中的噪聲成分。除了麥克風(fēng)以外，放大器和揚(yáng)聲器也很重要。這是因?yàn)椋S著AI揚(yáng)聲器的普及，人們開(kāi)始對(duì)與音頻設(shè)備相媲美的高音質(zhì)提出了要求。
用于AI揚(yáng)聲器的D級(jí)放大器所面對(duì)的課題
AI揚(yáng)聲器中的功率放大器使用一種稱(chēng)為D級(jí)放大器（Class D amplifier）的數(shù)字放大器，這種放大器也用于驅(qū)動(dòng)智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦中的揚(yáng)聲器。
D級(jí)放大器也被稱(chēng)為開(kāi)關(guān)放大器，使用帶有開(kāi)關(guān)器件的PWM（脈沖調(diào)幅）技術(shù)，將音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大為脈沖信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換回模擬信號(hào)，并通過(guò)揚(yáng)聲器輸出。
與高端音頻設(shè)備中使用的模擬放大器相比，D級(jí)放大器體積更小，耗電量更低。然而，脈沖信號(hào)有許多諧波成分，如果不采取措施，連接它們和揚(yáng)聲器的線路就會(huì)成為天線，并發(fā)出電磁噪聲。
為了抑制從揚(yáng)聲器線路中發(fā)出的電磁噪聲，通常會(huì)在D級(jí)放大器的輸出段插入貼片磁珠作為噪聲濾波器。貼片磁珠是一種芯片元件，通過(guò)層壓工藝等方法在鐵氧體元件中形成線圈。貼片磁珠的阻抗由線圈的電抗成分和鐵氧體的電阻成分組成。在低頻范圍內(nèi)，電抗成分的功能是反射和阻擋噪聲，而在高頻范圍內(nèi)，鐵氧體電阻成分的功能是吸收噪聲并將其轉(zhuǎn)化為熱能。作為一種簡(jiǎn)單而極其有效的EMC對(duì)策元件，被廣泛用于電子設(shè)備中。
鐵氧體在很大程度上決定了片狀磁珠的特性。由于揚(yáng)聲器線路中電流相對(duì)較大，因此會(huì)使用具有高電阻成分的鐵氧體，但隨著輸出的增加，諧波噪聲成分會(huì)破壞音頻波形，導(dǎo)致音頻失真。普通的貼片磁珠難以同時(shí)兼顧消除輻射噪聲與確保音頻質(zhì)量。
提升AI揚(yáng)聲器音質(zhì)的噪聲抑制濾波器
噪聲抑制濾波器VAF系列是面向輸出為2W～20W的AI揚(yáng)聲器等音頻線的最佳產(chǎn)品。音頻線中音頻失真的程度一般以THD+N(Total Harmonic Distortion + Noise：全總諧波失真＋噪聲)這一數(shù)值表示，數(shù)值越小則表示音質(zhì)越好。如下圖所示，片狀磁珠中，隨著輸出的提升，THD+N值會(huì)上升，但在噪聲抑制濾波器中則表現(xiàn)出與沒(méi)有濾波器狀態(tài)幾乎相同的特性，并未因插入而產(chǎn)生失真。從中可以看出，將片狀磁珠替換為噪聲抑制濾波器會(huì)對(duì)提升音質(zhì)有著很大的效果。
組合使用LPF(低通濾波器)與貼片壓敏電阻實(shí)現(xiàn)有效解決方案
一般而言，在D級(jí)放大器額輸出段中，為了提取音頻輸出信號(hào)會(huì)插入LPF（低通濾波器）。在輸出較小的智能手機(jī)等設(shè)備中，不需要LPF的無(wú)濾波器方式為主流，但在AI揚(yáng)聲器等設(shè)備中則需要LPF，而LPF的特性也會(huì)影響到音質(zhì)。
噪聲抑制濾波器和LPF（VLS-AF系列）的組合可以有效地抑制AI揚(yáng)聲器的輻射噪聲，如下圖所示，如果組合使用貼片壓敏電阻（AVR系列），將能夠取得更好的效果。貼片壓敏電阻可用于保護(hù)電路免受來(lái)自人體的ESD(靜電放電)等的影響，其主要用于電子設(shè)備中。除了在將侵入的ESD等旁通至地面的情況之外，主要發(fā)揮電容器的作用，因此通過(guò)在揚(yáng)聲器線中組合使用，可進(jìn)一步提升抑制輻射噪聲的效果。如對(duì)比圖所示，它能夠十分輕松地滿足CISPR CLASS B的限制值（家庭等使用的電子設(shè)備的輻射噪聲限制值）。
AI揚(yáng)聲器正在演變成為伙伴機(jī)器人，這要求它需要具備與音頻設(shè)備相媲美的音質(zhì)。 |
