工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)場(chǎng)景(如智能工廠、設(shè)備監(jiān)控、物流追蹤)對(duì)藍(lán)牙芯片的高可靠性、廣覆蓋性、抗惡劣環(huán)境能力提出特殊要求,推動(dòng)芯片技術(shù)向工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)。首先,工業(yè)環(huán)境中存在強(qiáng)電磁干擾、粉塵、濕度大等問(wèn)題,工業(yè)級(jí)藍(lán)牙芯片需具備高電磁兼容性(EMC),通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)與封裝工藝(如 IP67 防護(hù)等級(jí)封裝),確保在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作;同時(shí)采用寬電壓供電設(shè)計(jì)(如 3.3V-24V),適應(yīng)工業(yè)設(shè)備的供電需求。其次,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需實(shí)現(xiàn)大規(guī)模設(shè)備組網(wǎng),藍(lán)牙芯片支持的 Mesh 組網(wǎng)技術(shù)可連接數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn),且具備自修復(fù)、自組網(wǎng)能力,滿足智能工廠中傳感器、控制器、執(zhí)行器的互聯(lián)需求,如通過(guò)藍(lán)牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速),實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與故障預(yù)警。此外,工業(yè)級(jí)藍(lán)牙芯片需具備高穩(wěn)定性與長(zhǎng)壽命,平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)需達(dá)到 50 萬(wàn)小時(shí)以上,同時(shí)支持遠(yuǎn)程固件升級(jí)(OTA),無(wú)需拆卸設(shè)備即可更新芯片程序,降低維護(hù)成本。在物流追蹤場(chǎng)景中,藍(lán)牙芯片還可集成定位功能,通過(guò)與藍(lán)牙信標(biāo)配合,實(shí)現(xiàn)貨物實(shí)時(shí)定位與軌跡記錄,提升物流管理效率。山景藍(lán)牙芯片憑借高度可編程性,滿足多樣化音響功能需求。湖北汽車音響芯片ACM3219A
ATS2853P2是國(guó)內(nèi)首批支持藍(lán)牙Audio Broadcast協(xié)議的芯片,可實(shí)現(xiàn)1個(gè)音源向8個(gè)音箱同步廣播音頻流,組網(wǎng)延遲低于50ms。其CSB(Coordinated Stereo Broadcasting)協(xié)議通過(guò)時(shí)間戳同步機(jī)制,確保多音箱聲場(chǎng)相位一致,在10米范圍內(nèi)聲場(chǎng)重疊誤差<2°。設(shè)計(jì)時(shí)需在PCB布局中將藍(lán)牙天線與Wi-Fi天線間距保持≥20mm,并采用金屬屏蔽罩隔離數(shù)字電路噪聲,避免組播時(shí)出現(xiàn)音頻斷續(xù)。芯片集成嵌入式PMU(電源管理單元),支持Sniff模式、藍(lán)牙空閑模式、播放模式及通話模式動(dòng)態(tài)功耗調(diào)節(jié)。實(shí)測(cè)在Sniff模式下電流*600μA(3.8V電池),播放SBC音頻時(shí)功耗15.5mA,通話模式16.5mA。設(shè)計(jì)時(shí)需采用分壓供電策略:藍(lán)牙射頻模塊使用1.8V電壓,數(shù)字基帶采用1.2V,音頻DAC則提升至3.3V以提升信噪比,此方案可使整體續(xù)航提升25%。青海家庭音響芯片ACM3128AACM8815集成欠壓鎖定(UVLO)、過(guò)溫保護(hù)(OTP)及短路保護(hù)(SCP)三重安全機(jī)制,確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
AB 類功放芯片在音質(zhì)表現(xiàn)上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),至今仍在特定場(chǎng)景中廣泛應(yīng)用。其主要優(yōu)勢(shì)在于線性度高,通過(guò)在 AB 類工作狀態(tài)下(介于 A 類與 B 類之間),讓功放管在信號(hào)正負(fù)半周都保持一定的導(dǎo)通時(shí)間,有效減少了 B 類功放的交越失真,同時(shí)避免了 A 類功放效率低的問(wèn)題,能更準(zhǔn)確地還原音頻信號(hào)的細(xì)節(jié),尤其在處理人聲、古典音樂等對(duì)音質(zhì)要求高的信號(hào)時(shí),表現(xiàn)更為細(xì)膩,總諧波失真可低至 0.001% 以下。因此,AB 類功放芯片常用于高級(jí)家用音響、Hi-Fi 耳機(jī)放大器、專業(yè)錄音設(shè)備等場(chǎng)景,滿足音頻發(fā)燒友對(duì)高保真音質(zhì)的需求。但 AB 類功放芯片也存在應(yīng)用場(chǎng)景局限,其效率較低(只 50%-65%),導(dǎo)致發(fā)熱量較大,需搭配較大尺寸的散熱片,無(wú)法適用于體積受限的便攜式設(shè)備;同時(shí),較低的效率也會(huì)增加設(shè)備的功耗,縮短電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間,因此在無(wú)線耳機(jī)、藍(lán)牙音箱等設(shè)備中,逐漸被 D 類功放芯片取代。不過(guò),在對(duì)音質(zhì)有追求且無(wú)嚴(yán)格體積、功耗限制的場(chǎng)景中,AB 類功放芯片仍具有不可替代的地位。
芯片,又稱集成電路,是將大量晶體管、電阻、電容等電子元件通過(guò)半導(dǎo)體工藝集成在硅片上的微型電子器件,是現(xiàn)代電子設(shè)備的 “大腦”。其構(gòu)成包括晶圓(通常為硅材料)、電路層(通過(guò)光刻、蝕刻形成的導(dǎo)電路徑)和封裝層(保護(hù)內(nèi)部電路并提供引腳連接)。單個(gè)芯片可集成數(shù)十億甚至上萬(wàn)億個(gè)晶體管,通過(guò)不同的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算、存儲(chǔ)、控制等功能。例如,CPU(處理器)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)運(yùn)算與指令執(zhí)行,GPU(圖形處理器)專注圖像處理,存儲(chǔ)芯片則用于數(shù)據(jù)暫存或長(zhǎng)期保存。芯片的性能通常以制程工藝(如 7nm、5nm)和核心數(shù)量衡量,制程越先進(jìn),單位面積集成的晶體管越多,運(yùn)算效率越高,功耗越低,是電子設(shè)備小型化、高性能化的支撐。ATS2835P2支持雙模藍(lán)牙5.4及經(jīng)典藍(lán)牙Multipoint功能,可同時(shí)連接手機(jī)、電腦等多設(shè)備并自由切換。
散熱性能是影響功放芯片穩(wěn)定性與使用壽命的關(guān)鍵因素,尤其在大功率應(yīng)用場(chǎng)景中,散熱設(shè)計(jì)尤為重要。當(dāng)功放芯片工作時(shí),部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,若熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā),芯片溫度會(huì)持續(xù)升高,可能導(dǎo)致性能下降(如輸出功率降低、失真度增加),嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒?。針?duì)不同功率的功放芯片,散熱設(shè)計(jì)方式存在差異。小功率芯片(如輸出功率低于 10W)通常采用貼片式封裝,依靠 PCB 板的銅箔散熱,通過(guò)增加銅箔面積、優(yōu)化散熱路徑,提升散熱效率;中大功率芯片(如輸出功率 10W-100W)則需搭配散熱片,散熱片通過(guò)與芯片封裝緊密接觸,將熱量傳導(dǎo)至空氣中,部分還會(huì)設(shè)計(jì)散熱孔、散熱鰭片,增大散熱面積;在超大功率場(chǎng)景(如舞臺(tái)音響、汽車低音炮,輸出功率超過(guò) 100W),則需結(jié)合主動(dòng)散熱方式,如加裝風(fēng)扇、采用水冷系統(tǒng),強(qiáng)制加速熱量散發(fā)。此外,芯片廠商也會(huì)在芯片內(nèi)部集成過(guò)熱保護(hù)電路,當(dāng)溫度超過(guò)閾值時(shí),自動(dòng)降低輸出功率或停止工作,避免芯片損壞,形成 “硬件散熱 + 軟件保護(hù)” 的雙重 thermal 管理體系。中科藍(lán)訊芯片采用自研智能電源管理技術(shù),降低整體功耗。海南ATS芯片ATS2825
ACM8815其數(shù)字輸入接口支持192kHz采樣率,配合32位音頻處理精度,可完整還原高解析度音頻信號(hào)細(xì)節(jié)。湖北汽車音響芯片ACM3219A
ATS2853P2支持128位AES加密及SHA-256哈希算法,可防止藍(lán)牙鏈路被**或固件被篡改。在配對(duì)過(guò)程中采用Secure Simple Pairing(SSP)協(xié)議,實(shí)測(cè)**所需時(shí)間>10年(按當(dāng)前計(jì)算能力)。設(shè)計(jì)時(shí)需在藍(lán)牙模塊與主控芯片間加入硬件加密引擎,以減輕CPU加密運(yùn)算負(fù)擔(dān)。除藍(lán)牙音頻外,芯片還支持USB/SD卡本地播放,可解碼MP3、WAV、FLAC、APE等格式,比較高支持24bit/192kHz無(wú)損音頻。在播放DSD64格式文件時(shí),實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)范圍達(dá)120dB。設(shè)計(jì)時(shí)需在USB接口電路中加入TVS二極管,以防止靜電擊穿數(shù)據(jù)引腳湖北汽車音響芯片ACM3219A