什么是智能音響

隨著物聯網技術的升級與發展，讓很多物體都有了“感知”和“生命”。例如智能音響，能在一天的勞累工作之后讓雙手得到釋放。不僅如此，它還可以實現語音點歌、網上購物、咨詢百科、查詢天氣等，讓使用者可以快速地了解想要知道的信息，也享受到了科技改變生活的便利。

東芝看到了智能音響的美好前景，為了響應市場，推出了智能音響的電路設計方案。在電源部分，電路保護做的可謂是“誠意滿滿”：在實現功能的同時，也讓其穩定性經受住了考驗。那么智能音響的內部結構是什么樣的呢？

智能音響的內部電路結構大致分為電源轉換電路、無線通信電路、傳感器電路、顯示驅動電路、圖像處理電路與接口保護電路等等。

圖1 智能音箱的內部結構組成

在電源轉換電路中，東芝針對智能音響的用電模塊進行了分析，由于各個模塊在電源需求方面是不同的，使用的電壓和電流的規格也是多種多樣，而且智能音響還要考慮體積大小等問題，所以，東芝在這方面針對智能音響的無線通信電路、傳感器電路與攝像頭等方面應用的電源轉換電路方案推薦使用東芝自研的小型貼片式LDO穩壓器，該LDO穩壓器擁有TCR15AG、TCR13AG、TCR8BM、TCR5BM 、TCR5RG、TCR3RM、TCR3U、TCR2L與TAR5共九個系列。這九個系列從電流最大輸出能力來說最大支持1.5 A的電流輸出，可以支持絕大多數的外設用電需求。在特性方面包含支持低壓差電壓及高PSRR的類型、高PSRR低噪聲及低電流消耗的類型、低電流消耗的類型，以及15 V輸入電壓的雙極型LDO，因此可以支持多種多樣的電源需求，還可以幫助快速推進產品小型化的進程。

圖2 智能音箱的LDO穩壓器系列圖源

在智能音響之中涉及到的電源整流方面的肖特基二極管，建議使用東芝自研的CUS10F30或者CTS05F40。CUS10F30的封裝為SOD-323，該封裝十分小巧，可以讓電路板的體積大幅度縮小，其反向峰值電壓為30 V，最大通過電流為1 A，正向壓降僅為0.5 V。如果需要更小封裝時可以選擇CTS05F40，其封裝為SOD-882，其反向峰值電壓為40 V，最大通過電流為0.5 A，正向壓降為0.81 V。

圖3 智能音箱的肖特基二極管方面的應用

在智能音響之中涉及到的小信號MOSFET，可以使用東芝的SSM系列的小信號MOSFET其型號分別為SSM3K341R、SSM6K514NU與SSM3K15ACT，其均為N溝道MOSFET，VDSS分別為60／40與30 V，主要最大通過電流分別為6 A、12 A和0.1 A。

圖4 小信號MOSFET參數

在傳感器部分，其傳感器主要是針對智能音響周圍環境的數據采集。傳感器就是將環境狀態轉換為數字信號的一種元件，很多時候傳感器采集到的信號是不能直接給CPU進行處理的，是需要通過運放或者集成電路先做個數據的預處理，方便后續CPU進行數據處理。在針對數據預處理這里東芝推薦的方案是采用低噪聲運算放大器來實現，這里推薦的型號為TC75S67TU。該芯片采用SOT-353F封裝，具有2.0×2.1×0.7的小體積尺寸。其具體參數如下圖所示。

圖5 低噪聲運算放大器參數

在電源保護方面，東芝也是推薦了極為成熟的方案，在電源輸入端和在與外部接口部分都加入了TVS進行電路保護，在TVS后級加入了電子保險絲（eFuse IC），如果需要針對電源切換或者電源控制方面，亦可以采用東芝提供的MOS切換電路方案，以增加電路的可靠性，將電路損壞風險降至最低。

圖6 電源保護電路示例

圖7 TVS二極管的選型參考

作為一家在半導體設計研發深耕多年的科技型企業，東芝半導體通過對市場敏銳的洞察能力和不斷地產品迭代創新的科技力量，相信未來東芝推薦的方案和產品選型會極具參考價值。

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審核編輯：湯梓紅