logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...
" "

Jopa pienten mobiililaitteiden odotetaan nyt toistavan ääntä laadukkaasti pitkällä akkukestolla. Pienestä laitekoosta johtuen tämä on iso haaste suunnittelun näkökulmasta. Mitä pienempi laite, sitä pienempi akku ja sitä myötä kapasiteetti. Tässä artikkelissa tutkitaan tekniikoita, joiden avulla suunnittelijat voivat toteuttaa laadukkaan audion ja pitkän akkukeston kannettaviin laitteisiin kuten korvanappeihin ja Bluetooth-kuulokkeisiin.

Artikkelin ovat kirjoittaneet Maxim Integrated Devicesin Bill Herman, Matthew Mowdy ja Brandon Xu, joka toimii Maximin mobiiliaudiotuotteista vastaavana liiketoimintajohtajana.

Olipa musiikin kuuntelijan päässä sitten kuulokkeet tai korvanapit, hän haluaa kuulokkeista tulevan musiikin siirtävän hänet toiseen paikkaan. Avoin, rikas ja korkean tason kirkkauden omaava ääni voi tuottaa tämän kokemuksen. Lyhyesti sanottuna kuuntelija odottaa kestävää, laadukasta äänentoistoa liikkeellä ollessaan.

Suunnittelijan näkökulmasta on haastavaa vastata näihin molempiin kriteereihin pienessä kannettavassa laitteessa. Jotkut tuotteet tuottavat erittäin laadukkaan äänen, mutta äänenvoimakkuus ei riitä meluisissa ympäristöissä. Toiset tuottavat kovaa ääntä, mutta hiljaisessa tilassa äänen häiriöt muuttuvat huomattaviksi. Entä sitten tehonkulutus? Suunnittelijan ongelmat ovat todella moninaisia.

Tässä artikkelissa verrataan kahta audioratkaisua, jotka ovat kannettavan laitteen äänentoistoa suunnittelevan käytettävissä. Artikkelissa nostetaan esiin ratkaisu, joka saavuttaa tasapainon upean äänentoiston ja pienen tehonkulutuksen välillä mobiililaitteissa.

Yhden piirin vai koodekkipohjainen ratkaisu?

Yksi tarjolla oleva vaihtoehto on käyttää yhden sirun ratkaisua tai järjestelmäpiiriä (SoC) ja erilliskomponentteja Bluetooth-laitteelle. Tällä lähestymistavalla saadaan yleensä hyvä audiosuorituskyky signaali-kohina-suhteen ja tehonkulutuksen perusteella. Piiri, joka tukee 16-bittistä audiota, sisältää laitetason koodekin. Se myös ajaa ohjelmistopakkausalgoritmia Bluetooth-yhteyden yli, mikä lähteen käyttöjärjestelmän mukaan voi tuottaa paremman äänenlaadun kuin standardi audiosignaalin pakkaus. Tämä ratkaisu kuluttaa tyypillisesti 15 milliampeeria tai enemmän virtaa yhdestä litiumioniparistosta (muissa paristotyypeissä virrantarve skaalautuu suhteessa jännitteeseen, joka riippuu tarvittavasta tehosta).

Toinen tarjolla oleva ratkaisu koostuu erikoistuneesta audiokoodekista, SIMO-arkkitehtuuriin (single-input, multiple-output) perustuvasta tehonhallintapiiristä ja Bluetooth-piiristä. Ratkaisu on suunniteltu tuottamaan erinomainen teho/suorituskyky-suhde, joka kuluttaa jopa vain 8 milliampeeria akusta. Tämä tarkoittaa 40 prosentin säästöä tehonkulutukseen yhden sirun ratkaisuun verrattuna, mikä tekee siitä ihanteellisen keskiluokan sovelluksiin.

Audiokoodekissa jokainen lohko mikrofonitulosta kuulokelähtöön on suunniteltu parasta mahdollista äänenlaatua ja alhaisinta tehonkulutusta silmällä pitäen. Ääni tulee läpi voimakkaasti ja kirkkaasti, ilman häiriöitä. Koodekissa on valikoima suotimia ja kontrolleja, jotka parantavat äänen laatua:

  • 7-kaistainen parametrinen ekvalisaattori eli taajuuskorjain, joka antaa mahdollisuuden virittää suunnittelun audiovastetta. Esimerkiksi voidaan korostaa bassoa tai säätää diskanttia.
  • DC-estosuodin poistaa kaikki poikkeamat audiosignaalista.
  • Alipäästösuodatin poistaa korkeataajuuksiset, kuulumattomat kohinan ja signaalit.
  • Digitaalinen äänenvoimakkuuden säätö mahdollistaa audiosignaalin amplitudin säätämisen ylös- ja alaspäin. Tarjolla on myös analoginen volyymikontrolli. Yhdessä ne antavat mahdollisuuden säätää optimaalisen vahvistusrakenteen halutun äänen tason ja kuulokkeiden kaiuttimien (tai käämien tai ajureiden) herkkyyden perusteella.
  • Dynaamisen alan säätö tasoittaa audiovolyymiä johdonmukaisen kuuntelukokemuksen tuottamiseksi.

Kuva 1. Mobiiliaudiosuunnittelun referenssimallin lohkokaavio.

Mobiililaitteiden pieni koko tarkoittaa tyypillisesti, että laitteet saavat virtansa litiumioniakusta. SIMO-arkkitehtuurin ja alhaisen lepovirran ansiosta buck-boost -tyyppinen tehonhallintapiiri auttaa pidentämään akkutoiminta-aikaa samalla, kun tehohäviöt pienenevät.

SIMO-tehonhallintapiiri tuo käytännössä perinteisten tehonhallintaratkaisujen toiminnallisuuden yli puolta pienemmässä tilassa. Perinteiset monikytkentätopologiat vaativat erillisen induktorin jokaista regulaattoria kohti. Induktorit ovat suuria ja kalliita komponentteja, eivätkä siksi kovin käytännöllisiä pienikokoiseen elektroniikkaan. SIMO-arkkitehtuuriin perustuva buck-boost -muunnin voi reguloida jopa kolmea lähtöjännitettä yhden induktorin kautta.

SIMO-arkkitehtuuria käytettäessä täytyy suunnittelua lähestyä ajatuksella, koska arkkitehtuurilla on puutteensa. Esimerkiksi koska yksi induktori tuottaa energian eri lähdöille, lähtöjännitteen värinä on usein suurempi. Raskaassa kuormassa SIMO-tehopiiri on aikarajoitettu, jolloin eri kanavien syötössä voi olla viiveitä, mikä osaltaan kasvattaa lähtöjännitteen värinää. Suuremmat lähtökondensaattorit voivat tasoittaa näitä lähtöjännitteen värinän lähteitä ja silti säilyttää koko- ja komponenttikustannusedun (BOM).

Nopean prototypoinnin referenssisuunnittelu

Maximilla on uusi referenssisuunnittelu, jolta löytyvät MAX98090-audiokoodekki, SIMO-tyyppinen MAX77650 buck-boost -muunnin ja Cypressin vähävirtainen CYW20721-järjestelmäpiiri, joka tukee BR/EDR/BLE Bluetooth 5.0 -standardeja. Referenssisuunnittelun lohkokaaviota (kuva 1) voidaan käyttää prototypoimaan mobiiliaudiosuunnitteluja. Tarjolla on myös evaluointialustoja jokaiselle näistä komponenteista.

Audiokoodekin ja SIMO-tehonhallintapiirin yhdistelmä tukee korvanappien, puettavien laitteiden ja Bluetooth-kuulokkeiden alhaisen virrankulutuksen ja pienen koon vaatimuksia. Yhden sirun ratkaisuun verrattuna tämä integroitu ratkaisu tuottaa 102 dB:n dynaamisen alan stereoäänen DA-muuntimen kuulokkeisiin 96 dB:n sijaan. Tehonkulutusnäkökulmasta MAX98090- ja CYW20721-järjestelmäpiiriin perustuva suunnittelu kuluttaa jopa vain 8 milliampeeria virtaa, mikä on jopa 40 prosenttia vähemmän kuin yksisiruinen ratkaisu. Koodekin toisto- ja tallennuspoluilla FlexSound-dsp-tekniikka sisältää digitaalisen vahvistuksen ja suodattamisen, tallennussuotimen, dynaamisen alan ohjauksen (toistossa) ja 7-kaistaisen parametrisen ekvalisaattorin.

Kuva 2. Mobiiliaudiolaitteen referenssisuunnittelun järjestely.

Yhteenveto

Mobiiliaudiolaitteen suunnittelun erottaminen kilpailijoista edellyttää, että tuote tuottaa korkealaatuista ääntä pitkällä akkutoiminta-ajalla. Tässä paperissa on tutkittu kahta eri lähestymistapaa tavoitteen saavuttamiseksi. Samalla korostetaan, miten integroitu ratkaisu, jossa on vähävirtainen audiokoodekin ja SIMO-arkkitehtuuriin perstuva tehonhallintapiiri voivat saavuttaa halutun tasapainon suunnittelussa.

Lue lisää Maximin mobiiliratkaisuista.

www.maximintegrated.com/mobile

MORE NEWS

Yksinkertainen ratkaisu kasvattaa sähköauton akun eliniän jopa 19-kertaiseksi

Korelaisten POSTECHin (Pohang University of Science and Technology) ja Sungkyunkwanin yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden tavan pidentää sähköautojen litiumioniakkujen käyttöikää jopa 19-kertaiseksi – ilman uusia materiaaleja tai teknologioita. Ratkaisu on yksinkertainen: siinä pitää välttää akun täydellistä tyhjentämistä.

GaN tekee moottorinohjauksesta tehokkaampaa

GaN-teknologian edelläkävijä Navitas Semiconductor on julkistanut uuden GaNSense Motor Drive IC -piirisarjan, joka mullistaa moottorinohjauksen tehokkuuden ja integraation. Uusi ratkaisu yhdistää kaksi galliumnitridi-FET-transistoria (GaN FET), ohjauksen, suojaukset ja virranmittauksen yhteen, täysin integroituun piiriin.

DigiKey alkaa myymään vakiotyökaluja

DigiKey on lanseerannut oman, yksinoikeudella myytävän tuotesarjansa nimeltä DigiKey Standard. Uusi vakiokomponenttien valikoima koostuu sähkö- ja elektroniikkasuunnittelun perustyökaluista ja tarvikkeista, jotka ovat heti saatavilla nopeaan toimitukseen.

Kuutiosentin kokoinen projektori AR-laseihin

Itävaltalainen teknologiayhtiö TriLite tuo markkinoille uuden, vallankumouksellisen Trixel 3 Cube -projektorin, joka esitellään ensi kertaa yleisölle Display Week 2025 -tapahtumassa San Josessa, Kaliforniassa. Trixel 3 Cube on maailman pienin ja kevyin laserkeilaukseen perustuva projektionäyttö.

Lightning-liitäntä katosi Suomesta

Älypuhelinmarkkina Suomessa on käännekohdassa, kun sekä kuluttajakäyttäytyminen että uusi EU-lainsäädäntö muovaavat sitä nopeassa tahdissa. Vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä puhelinten ja oheislaitteiden myynti laski kappalemäärissä 1,1 %, mutta myynti euroissa nousi 2,7 prosenttia verrattuna edellisvuoden vastaavaan aikaan.

200 miljoonan käyttäjän avoin ODF täyttää 20 vuotta

Open Document Format (ODF), maailman ainoa laajasti käytetty avoin standardi toimistodokumenteille, on täyttänyt 20 vuotta OASIS-järjestön virallisena standardina. Yli 200 miljoonaa käyttäjää turvautuu ODF:ään arjessaan.

Realme näyttää, että kännykkäakuissa on paljon kehitettävää

Älypuhelinvalmistaja realme julkaisee ensi viikolla uudet realme 14 5G- ja realme 14T -mallit, jotka nostavat erityisesti akunkeston uudelle tasolle. Uutuusmallit on suunniteltu tarjoamaan poikkeuksellisen pitkän käyttöajan, ja ne haastavat kilpailijat keskiluokan älypuhelinmarkkinoilla.

EU:n Chips Act saa kovaa kritiikkiä: tavoitteet epärealistisia

Euroopan tilintarkastustuomioistuin on esittänyt voimakasta kritiikkiä EU:n puolijohdestrategiaa, eli niin sanottua Chips Actia, kohtaan. Tuoreessa raportissaan tuomioistuin toteaa, että ohjelman keskeinen tavoite – nostaa EU:n osuus kehittyneiden ja energiatehokkaiden puolijohteiden maailmanlaajuisesta tuotannosta 20 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä – on nykymenolla saavuttamattomissa.

C++ sopii piirien suunnitteluun, mutta ei aina

Diplomi-insinööri Sakari Lahden tuore väitöskirjatutkimus Tampereen yliopistosta osoittaa, että korkean tason synteesi voi jopa puolittaa piirien kehitystyöhön kuluvan ajan verrattuna manuaaliseen RTL-suunnitteluun. Erityisesti FPGA-pohjaisissa projekteissa HLS tarjoaa huomattavan tuottavuushyödyn, kun aikaa vievät mikroarkkitehtuurin yksityiskohdat jätetään automaattisen työkalun huoleksi.

Uudenlainen valoanturi kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa 10-kertaiseksi

Elektroniikka- ja materiaaliteknologiayhtiö TDK on esitellyt vallankumouksellisen uuden valoanturin, joka lupaa kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa kymmenkertaiseksi nykyisiin teknologioihin verrattuna. Kyseessä on Spin Photo Detector – niminen muunnoselementti, joka yhdistää optiikan, elektroniikan ja magneettisuuden täysin uudella tavalla.

Tämän piti olla melkein mahdotonta – Wi-Fi 7 tulee IoT-käyttöön

Synaptics on rikkonut odotuksia tuomalla Wi-Fi 7 -teknologian kevyisiin ja vähävirtaisiin IoT-laitteisiin. Yhtiön uusi Veros-sarjan piiri tarjoaa huippunopeuden, matalan latenssin ja monipuolisen yhdistettävyyden, mikä avaa uusia mahdollisuuksia älylaitteille.

Uusi eSIM tulee Telenorin IoT-verkkoon

Telenor IoT ottaa käyttöön uuden sukupolven SGP.32-eSIM-standardin syksyllä 2025, vahvistaen asemaansa edelläkävijänä teollisen IoT-yhteyksien hallinnassa. Uusi standardi tuo merkittäviä parannuksia skaalautuvuuteen, hallinnan helppouteen ja energiankulutuksen optimointiin verrattuna aiempiin eSIM-ratkaisuihin.

Olisiko UWB parempi kuulokkeisiin kuin Bluetooth?

UWB-teknologia, joka lähettää dataa nopeina purskeina erittäin laajalla taajuusalueella (3,1–10,6 GHz), tarjoaa useita etuja perinteiseen Bluetoothiin verrattuna. Siinä missä Bluetoothin parhaatkin koodekit, kuten aptX Lossless ja LDAC, jäävät 1–1,2 megabitin sekuntinopeuksiin, UWB voi teoriassa tarjota yli 100 Mbps siirtonopeuden jopa 10 metrin säteellä.

Click-lisäkortti tarkkaan moottorinohjaukseen

MIKROE on julkaissut uuden Power Step 2 Click -lisäkortin, joka tuo erittäin tarkan ja tehokkaan moottorinohjauksen osaksi mikroBUS-ekosysteemiä. Uutuus sopii vaativiin sovelluksiin, kuten robotiikkaan, lääkintälaitteisiin, antennien suuntaukseen sekä turvajärjestelmiin.

​Intelin uusi pomo laittaa tuulemaan – joka viides saa lähteä

Intel on ilmoittanut suunnittelevansa vähentävänsä jopa yli 20 prosenttia henkilöstöstään. San Francisco Chroniclen raportoimat vähennyksen olisivat samalla yhtiön historian suurin irtisanomisaalto.

Lenovo jäähdyttää GPT-laskentaa nesteellä

Lenovo on julkaissut uuden sukupolven tekoälyratkaisun, jossa yhdistyvät hyperkonvergoitu infrastruktuuri (HCI), generatiivinen tekoäly ja ensi kertaa myös nestejäähdytys. Yhtiön uusi ThinkAgile V4 -sarjan laitekokonaisuus esittelee maailman ensimmäisen nestejäähdytetyn HCI-alustan, jonka tavoitteena on tehostaa tekoälylaskentaa ja pienentää energiankulutusta jopa 25 prosentilla edellisiin sukupolviin verrattuna.

Ransomware kasvaa hurjaa vauhtia

Kiristyshaittaohjelmahyökkäysten määrä kasvoi alkuvuonna 2025 peräti 126 prosenttia edellisvuoteen verrattuna, kertoo Check Point Researchin tuore raportti. Tammi-maaliskuussa kiristyshaittaohjelmaryhmät ilmoittivat yhteensä 2289 uhrista – enemmän kuin koskaan aiemmin yhden vuosineljänneksen aikana.

Kalle Härkki on VTT:n uusi toimitusjohtaja

Tekniikan tohtori Kalle Härkki on nimitetty Teknologian tutkimuskeskus VTT:n uudeksi toimitusjohtajaksi 13.8.2025 alkaen. Härkki siirtyy VTT:lle Resand Oy:n toimitusjohtajan paikalta, jossa hän on työskennellyt vuodesta 2021 lähtien.

USBC-liitännästä aiempaa viileämpi

Brittiläinen tehonmuunnospiirejä kehittävä Pulsiv julkaisee uuden sarjan 65–70 W:n USB-C-moduuleja, jotka on kehitetty erityisesti asennettaviin sovelluksiin, kuten pistorasioihin, työpöytiin ja huonekaluihin. Nämä erittäin kompaktit ja täysin koottavat moduulit saavuttavat maailman alhaisimman käyttölämpötilan.

Joka neljännellä on tili, joka on murrettu heikon salasanan takia

Salasanojen huono hallinta jatkaa tietoturvariskien kasvattamista myös vuonna 2025. Tuoreen Panda Securityn tutkimuksen mukaan joka neljäs ihminen on kokenut tilimurtoja, joissa heikko salasana on ollut syynä.

Rekoistakin pitää tulla hiilivapaita

Maantiekuljetukset ovat elintärkeitä talouselämälle. Kuorma-autoilla kuljetetaan ruokaa, tarvikkeita, materiaaleja ja monia muita tavaroita mihin tahansa paikkaan. Vaikka keskiraskaiden ja raskaiden kuorma-autojen osuus maailman ajoneuvoista on vain neljä prosenttia, niiden osuus tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä on 40 prosenttia, tehden niistä kasvihuonekaasupäästöjen päälähteen, joka on otettava huomioon pyrittäessä kohti hiilivapautta.

Lue lisää...

Kovaa käyttöä kestävät koneet voi ostaa palveluna

Kenttätyö vaatii kovia koneita – ja nyt ne saa palveluna. Panasonicin uusi Toughbook Mobile-IT As-A-Service (MaaS) -ratkaisu mullistaa tavan, jolla liikkuvaa työtä tukevat laitteet ja IT-palvelut hankitaan ja hallitaan. Ei enää isoja kertahankintoja, pitkiä IT-projekteja tai laitteiden elinkaaren miettimistä – nyt saat kaiken tarvittavan helposti ja kuukausimaksulla.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article