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

Nyt se tapahtui: BYD ohitti Teslan

BYD on ohittanut Teslan Euroopan myydyimpänä täyssähköautojen valmistajana ensimmäistä kertaa historiassa, kertoo tuore JATO Dynamicsin raportti. Huhtikuussa 2025 Euroopassa rekisteröitiin 7231 täyssähköistä BYD-mallia, kun Tesloja myytiin 7165 kappaletta.

Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa

Elektroniikan komponenttien jakelija Rutronik on lisännyt tuotevalikoimaansa Nordic Semiconductorin uuden nPM2100-virranhallintapiirin, joka on suunniteltu erityisesti ensisijaisilla paristoilla toimivien laitteiden energiatehokkaaseen virranhallintaan.

Autoon tulee tekoäly ja suoja kvanttihyökkäyksiä vastaan

Autojen ohjelmistoistuminen ja jatkuva verkkoyhteys tekevät niistä alttiita yhä kehittyneemmille kyberuhille. NXP:n uusi OrangeBox 2.0 -kehitysalusta vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä tekoälypohjaisen kyberturvan, kvanttikestävän salauksen ja ohjelmisto-ohjatun verkkoinfrastruktuurin yhteen järjestelmään.

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Kaikista Intelin prosessoreista löytyi täysin uusi haavoittuvuus

Tietoturvatutkijat Sveitsin ETH Zürichin yliopistosta ovat löytäneet uuden, vakavan haavoittuvuuden Intelin prosessoreista. Kyseessä on täysin uusi haavoittuvuusluokka, jota kutsutaan nimellä Branch Privilege Injection. Se perustuu tapaan, jolla prosessorit ennakoivat tulevia laskentatehtäviä suorituskyvyn parantamiseksi.

Suomesta halutaan kvanttiturvallinen

Suomi ottaa merkittävän askeleen kohti kvanttiturvallista digitaalista tulevaisuutta. Uusi laaja tutkimushanke, Beyond the Limits of Post-Quantum Cryptography (BLimPQC), pyrkii varmistamaan, että suomalainen yhteiskunta ja teollisuus kykenevät puolustautumaan kvanttitietokoneiden aiheuttamia tietoturvauhkia vastaan.

Suosittu kehittäjäkortti sai neljä ydintä ja grafiikkaprosessorin

BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.

Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen

Saksalainen piirivalmistaja iC-Haus tuo markkinoille uuden iC-LFMB-lineaarikuvakennon, joka vastaa teollisuuden kasvaviin vaatimuksiin tarkkuuden, suorituskyvyn ja helpon integroitavuuden osalta. Uutuustuote esitellään Laser World of Photonics 2025 -messuilla Münchenissä.

Lidarin moottori yhdelle sirulle

Analogiatekniikan edelläkävijä Silanna Semiconductor on lanseerannut uuden FirePower-sarjan laserajuripiirit, jotka yhdistävät ensi kertaa korkean jännitteen latauksen ja laserin laukaisun yhdelle sirulle. Uutuus mahdollistaa merkittävän tilansäästön ja tehohäviöiden pienentämisen esimerkiksi autojen ADAS-järjestelmien lidareissa.

Virve 2 saa suojatut ryhmävideopuhelut

Erillisverkkojen operoima viranomaisverkko Virve 2 saa merkittävän lisäpalvelun, kun Modirumin kehittämä NSC3 Group Video Service otetaan käyttöön. Kyseessä on reaaliaikainen, tietoturvallinen ryhmävideopalvelu, joka on suunniteltu erityisesti viranomaisten ja muiden turvallisuustoimijoiden tarpeisiin.

Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon

STMicroelectronics on julkaissut uuden modulaarisen IO-Link-kehityspaketin, jonka tavoitteena on tehdä älykkäiden kenttälaitteiden liittäminen teollisuusverkkoon helpommaksi kuin koskaan. Uusi P-NUCLEO-IOD5A1-paketti tarjoaa kaiken tarvittavan IO-Link-yhteensopivan sensorin tai toimilaitteen (aktuaattorin) kehittämiseen – sekä laitteiston että ohjelmiston.

Silmää seuraavat lasit teollisuuteen

Tukholmalainen teknologiayritys Tobii on lanseerannut uuden Glasses X -silmänseurantatuotteen, joka on suunnattu erityisesti teollisuuden ja muiden vaativien alojen tarpeisiin. Uutuuslaseilla voidaan seurata käyttäjän katsetta reaaliajassa, mikä tarjoaa yrityksille arvokasta tietoa esimerkiksi koulutuksen, laadunvalvonnan ja turvallisuuden kehittämiseen.

Kovien olojen läppäri laitetaan kovaan testiin

Panasonicin kenttäkäyttöön suunniteltu Toughbook G2 altistetaan äärimmäiselle rasitukselle, kun seikkailujuoksija Jukka Viljanen juoksee halki Islannin suurimman jäätikön, Vatnajökullin, ilman tukitiimiä. Hänellä on ainoana henkilökohtaisena varusteenaan mukana kyseinen kannettava tietokone.

Kvanttitason salaus laitetasolla

Tietoturvassa valmistaudutaan kvanttikauteen. Microchip Technology on julkaissut uuden MEC175xB-sarjan sulautetut ohjaimet, jotka sisältävät laitetasolla toteutettua kvanttiturvallista salausta. Uutuustuote vastaa nopeasti kehittyvän kyberturvallisuusympäristön tarpeisiin, kun kvanttitietokoneiden mahdollinen uhka nykyisille salausmenetelmille kasvaa.

Useimmista VPN-protokollista löytyy lopulta haavoittuvuuksia

Nykyiset VPN-protokollat, vaikka ne tarjoavat vahvaa salausta tämän päivän standardien mukaan, eivät välttämättä kestä tulevaisuuden kvanttitietokoneiden laskentatehoa. Asiantuntijoiden mukaan kvanttilaskennan kehittyessä suurin osa perinteisistä salausmenetelmistä altistuu ennen pitkää murtamiselle. Tämä on johtanut siihen, että VPN-palveluntarjoajat ryhtyvät toimiin uuden sukupolven uhkia vastaan.

Uuden sukupolven eSIM tuo helpon mobiiliyhteyden

STMicroelectronics on saanut GSMA-sertifioinnin uudelle ST4SIM-300 eSIM-piirilleen, joka hyödyntää tuoretta SGP.32-standardia. Sertifiointi takaa sujuvan ja turvallisen mobiiliyhteyden erityisesti IoT-laitteille, joissa on rajoitettu käyttöliittymä tai yhteystekniikka, kuten NB-IoT.

IQM kasvattaa 300 kubittiin jo vuoden 2027 lopulla

Suomalainen kvanttiteknologiayritys IQM Quantum Computers toimittaa VTT:lle 300-kubittisen suprajohtavan kvanttitietokoneen vuoteen 2027 mennessä. Tulevaa konetta kehutaan maailman suorituskykyisimmäksi.

Microsoft muuttaa tekoälyn koodaajan assistentista kumppaniksi

Microsoftin Build 2025 -kehittäjätapahtumassa yhtiö esitteli merkittäviä uudistuksia GitHub Copilotiin ja Azure AI Foundryyn, joiden myötä tekoäly siirtyy ohjelmistokehittäjän yksinkertaisesta avustajasta täysimittaiseksi kehitystyön kumppaniksi.

Nokialle pitkästä aikaa hyviä uutisia – RAN-markkina yllätti kasvulla

Mobiiliverkkojen markkinoilta kantautuu vihdoin positiivisia uutisia myös Nokialle. Dell’Oro Groupin tuoreen raportin mukaan radioverkkojen (RAN) globaali liikevaihto kääntyi kasvuun vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä – ensimmäistä kertaa kahteen vuoteen.

Unikie haluaa Pohjoismaiden johtavaksi AI-laboratorioksi

Teknologia- ja innovaatioyhtiö Unikie ilmoittaa merkittävästä panostuksesta tekoälyyn perustamalla uuden AI-laboratorion, jonka tavoitteena on nostaa yhtiö Pohjoismaiden johtavien tekoälytoimijoiden joukkoon. Laboratoriota johtaa yhtiön teknologiajohtaja Niko Haatainen, ja mukaan yhtiön kehitykseen sijoittaa tunnettu tekoälyvaikuttaja, Silo AI:n perustaja Peter Sarlin.

Virran mittaus onnistuu piirilevyjohtimien avulla

ETN - Technical articleKun suunniteltavassa elektroniikkapiirissä tarvitaan virran mittaamista, siihen käytetään yleensä erillistä mittausvastusta. Joskus houkutteleva vaihtoehto on käyttää virtamittaukseen piirilevyn omia johtimia eli kupariliuskoja. Se onnistuu, mutta hyödyntämiseen liittyy joitakin kompromisseja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
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