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苹果iPod HiFi外置音响的内部音频处理系统分析
发布时间:2010/11/27 23:10:00 来源:
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面对众多第三方公司推出的iPod外置音响,苹果公司不可能无动于衷。事实上该公司也的确作出了响应,近期推出的Hi Fi便是为风靡全球的iPod系列配套使用的即插即用式喇叭系统。

HiFi是一款经过精心设计的解决方案,它将iPod的音频输出对象从个人立体声耳机转变为一种室内音响解决方案。由于市场上的iPod产品已历经数代,苹果公司为HiFi配备了一系列的适配器,可匹配从第一款iPod到最新推出的iPod Nano和Video的物理接口。

HiFi外置音响采用了苹果公司惯常的白色典雅外壳。掀开它的可移开式前格栅,就可看到两个主体嵌在密闭腔室中的宽音域喇叭和一个开框式低音扩音器,后者配有一对音频端口,分别通过两个通孔朝向前格栅。其背部的电池盒可容纳六节D型电池,主要瞄准便携应用;当然,在位置固定的情况下,内部的交流电源是一种更好的供电方式。

iPod的模拟输出从HiFi顶部的底座连接器输入。这种Line-in配置意味着可以输入其它外部音源信号,从而使得消费者能够充分利用HiFi。此外,3.5mm的Line-in连接器,可接收数字Mini-Toslink光纤输入。因此,总的来说,HiFi的信号输入选项包含两种模拟输入和一种数字输入。

复杂的内部音频转换与处理系统

HiFi的功能远不止将iPod输出放大到适合高功率喇叭的层级这么简单,其内在的复杂音频处理“食物链”更是令人惊叹,其中的大部分器件都源于德州仪器(TI)公司的产品。一对TI/Burr-Brown INA2134立体声差分线接收器分别对来自iPod源连接器的模拟输入和其它模拟输入进行缓冲处理,并将输出信号发送到一对TI/Burr-Brown PCM1802 24位立体声A/D转换器中,从而将模拟源输入信号转换为数字信号。其中的Cirrus Logic CS8420采样率转换器,似乎用于调理光纤数字音频输入的数据率,使其与HiFi转换与处理电路中所用的标准相匹配。

在所有输入源都能转换为常见的串行数字格式的情况下,就轮到TI TAS3103音频处理器来一显身手了。它能够在多个串行输入之间进行切换,然后执行一大堆音频信号处理工作。虽然从理论上讲,HiFi能够支持比较丰富的音量控制,但对于部分(而非全部)iPod而言,用户对HiFi能够进行的音量调节却局限于标准(normal)、高音增强(treble boost)或低音增强(bass boost)。TAS3103的另一项功能,是进行低音扩音器所需的音频信号隔离。虽然HiFi的输入严格区分为左右声道,但必须从中提取出中央低音声道,这项工作似乎也是由TI的音频DSP来完成的。

串行数字音频输入的处理工作一旦完成,就可获得三个串行数字输出:左、右和低音喇叭。通过一个TI/Burr-Brown PCM1574 24位立体声数模转换器,左右两个喇叭声道均返回到模拟领域。在而通过另一个PCM1574,也可为低音喇叭创建模拟音频。至此,就需要提高功率,利用两个TI的TPA3004D2 12瓦D类立体声放大器来驱动喇叭。

为了在HiFi中协调地结合iPod底座和其它控制功能,TI MSP430F1481混合信号微控制器(MCU)执行所有的常规工作(housekeeping),包括音量控制和子系统接口。这里,使用一个Quantum Research公司的触摸传感器(QT1080),来监控两个被简单地模封在外壳中的虚拟按钮中的一个,通过小型电路板上的键盘(pad)来检测用户对音量“按钮”的触摸是上还是下,相应地,MSP430F1481就会进行适当的音量调节。

 


图:苹果HiFi
外置音响中的大部分音频处理IC都源自德州仪器公司

HiFi标价高达349美元,这种高价背后,显然就是苹果的产品定位与潜在成本所起的综合作用,毕竟应用一个相当复杂的音频处理器的成本,远非简单地将音频信号放大并传送至耳机所能比拟。它所需要改进的,只不过是增强音量控制灵活性,方便用户更好地开发HiFi的潜能。目前最大的疑问在于:苹果公司是否将推出软件解决方案来解决这个问题呢?

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