【经验】解析唯创知音语音芯片WTN6外接功放芯片的常见问题与解决方法

时间： 2022-09-16 来源：唯创知音

技术问答

本文中唯创知音将为大家解析语音芯片 WTN6外接功放常见问题原理与解决方法。

POPO声

一、Popo声的现象与原因：

A原因：

1、播放声音前后，芯片DAC脚会有一个电平变化，导致功放芯片的正负输入相产生压差，经过功放后形成一个电平变化，从而产生popo声；

2、此处已加入淡入淡出，可用于减缓电平变化的幅度，从而减小popo声，淡入淡出时间越长，popo声越小或不产生popo声。

蓝色：功放输出脚；紫色：芯片输出脚；绿色：busy信号脚。

B原因：

具有差分输入的功放芯片（如WT9110），需保证功放正反相输入的平衡，保证功放芯片正负相输入端外部元器件一致；如不匹配正负输入相会形成压差导致popo声的产生。（功放使能脚对地电容可用于调节功放开启时间，根据实际情况调节参数）

二、Popo声的解决方法：

A方案：功放的使能与音频前后的脉冲错开：

1、播放前后DAC脚产生脉冲，从而形成popo声；

2、如下图所示，在脉冲过后才开启功放，所以前面的脉冲产生的popo声不会播放出来；

3、可根据不同功放开启时间的差异，配合单片机控制功放和发指令时间，使功放芯片在DAC脚播放前的脉冲过后才打开；

4、播放结束时同理，在脉冲出现前关闭功放，即可错开popo声。

播放前端：蓝色：芯片输出脚；黄色：功放输出脚；紫色：busy信号脚。

播放后端：蓝色：芯片输出脚；黄色：功放输出脚；紫色：busy信号脚。

B方案：

将DAC设置为空闲时为高，消除脉冲。

1、DAC设置为空闲时为高，播放时不会产生脉冲变化，不会形成popo声。

2、可根据对功耗是否有要求来选择是否一直打开功放，无要求时可一直打开功放，有要求时可在播放前打开功放，播放结束后延时100ms关闭功放。

蓝色：功放输出脚；黄色：busy信号脚；紫色：芯片输出脚；绿色：按键信号。

C方案：在语音前后加入淡入淡出（由程序设置）

1、popo声的产生是由于电平突变产生，加入淡入淡出后，电平变化呈现为阶梯状，电平突变幅度较小，淡入淡出时间较长，功放后端未产生电平变化，没产生popo声；

2、随着淡入淡出时间的加长，电平突变的幅度会更小，就不会产生popo声或声音极小，人耳无法听到。

蓝色：功放输出脚；黄色：busy信号脚；紫色：芯片输出脚；绿色：一线DATA数据脚。

该图为淡入淡出时间与电平变化的关系，淡入淡出时间加长，每次的电平变化幅度都会减小，从而使功放后端的电平变化变缓或不会产生电平变化，从而消除popo声。

语音播放的延迟

1、芯片响应时间，即触发播放后到音频输出需要多长的时间；响应时间跟芯片程序以及解码方式有关。

2、淡入淡出时间，一般用于DAC输出用于解决popo声问题；是否有加淡入淡出和淡入淡出时间由程序决定。

3、功放开启时间，一般用于DAC输出外接功放，不同功放芯片的开启时间不同；需要考虑功放开启时间与芯片响应时间的关系，如果功放打开晚了会导致芯片播放的延迟和前面部分语音被消掉的现象；结合响应时间关系调整功放的打开时间或一直打开功放。

语音之间的连贯性

（1）单片机发码

1、对上一段语音结束的判断，可通过busy判断芯片的工作状态。

2、单片机控制程序对芯片状态的判断时间，单片机确认芯片已经停止播放。

3、单片机发送播放指令的时间。（如打断播放，从此步开始）

4、芯片响应时间，即触发播放后到音频输出需要多长的时间；响应时间跟芯片程序以及解码方式有关。

5、淡入淡出时间，一般用于DAC输出用于解决popo声问题；是否有加淡入淡出和淡入淡出时间由程序决定。

6、功放开启时间，一般用于DAC输出外接功放，不同功放芯片的开启时间不同；需要考虑功放开启时间与芯片响应时间的关系，如果功放打开晚了会导致芯片播放的延迟和前面部分语音被消掉的现象；结合响应时间关系调整功放的打开时间或一直打开功放。

（2）连码指令

1、芯片响应时间，即触发播放后到音频输出需要多长的时间；响应时间跟芯片程序以及解码方式有关。

2、连码语音间的间隔时间，这个时间由程序决定。

底噪音问题

1、电源干扰

电源不干净、有杂波或其他设备使用时产生干扰串入电源中，导致芯片播放时出示滋滋的电流声。

解决方法：避免电源干扰对音源的影响，芯片电源端增加RC电路；此处以WT588F02A-16S为例，参数在电阻：100R；电容：一个104，一个10UF以上电容、音频输出预留一个470R下拉电阻。

2、高频设备干扰

天线、WiFi模块、显示屏等高频设备在使用过程中容易产生干扰信号，会影响到语音芯片导致产生杂音和底噪声；

解决方法：让高频设备远离语音芯片，同时语音芯片与功放和喇叭的布线要远离干扰源，最好使用屏蔽线。

3、音源中无效的频段

不同类型的喇叭对音频不同频段（高频、中频、低频）的语音的表现度不同，如高频的喇叭可以更好的播放高频的声音，对于中频或低频的声音无法播放出来或播放效果不佳，这些无法播放或播放效果不佳的频段就会变成杂音。

解决方法：根据使用喇叭的有效频段，对音源进行处理，减去无法播放或播放效果不佳的频段，可以让声音变得干净，没有杂音和底噪声。

4、语音芯片本身底噪

语音芯片本身存在的底噪声。

1、t0~t1=20.8mS

2、t1~t2=42.8mS（含淡入，与语音有关，30mS左右）

3、t2~t3=112.8mS（含功放使能时间 104.4 加静音时间）

4、t4~t5=30mS（含淡出，与语音有关）

说明：

A、t0~t1按键触发至BUSY使能，程序耗时20.8mS；

B、按键触发到语音输出大概是60-70ms（不考虑淡入淡出和音频静音）；

C、t1~t2与t4~t5中语音淡入、淡出时间各30mS，主要用于去除“POPO”声，因淡入淡出时间不够长，在没有功放使能（BUSY）控制下会有“POPO”声；

D、如果要避免“POPO”声，可以通过加大淡入淡出斜率或者延后开启功放使能和提前关闭功放使能来实现，可用单片机使能功放芯片，参考上图功放使能位置，即可错开popo声。

如图片所示，BUSY功放使能开启功放的情况下（标准程序busy忙时为低，此处为了方便演示做了相应调整），WT8673、WT85711、WT8002等功放芯片的相关数据基本一致。

WTN6芯片外接WT4890功放参考原理图

WTN6芯片外接WT85711功放参考原理图

WTN6芯片外接WT9110功放参考原理图

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选型指南 - 唯创知音 - 2023/10/31 PDF 英文下载

唯创知音功放芯片选型表

5.0W单声道音频放大器 AB类|D类功放模式可切换 FM无干扰

产品型号	品类	电压范围（V）	驱动功率（W）	静态电流（mA）	关断电流（uA）	功放类型	声道数
WT8302	功放芯片	DC 2.5〜6.0V	4R2.9W	3mA	0.1uA	D类	单声道