CMX655D Sprachcodec mit extrem niedrigem Stromverbrauch

CML stellt eine neue Generation äußerst stromsparender Sprach-Codecs für „Always-on“-Sprachanwendungen mit hoher Qualität vor

Maldon, Essex, England – Oktober 2018 – CML Microcircuits stellt die nächste Generation von Sprach-Codecs vor, die auf bestehende Telefonie und kommende hochwertige Sprachanwendungen in intelligenten Geräten abzielen. Der CMX655D ist eine bedeutende Weiterentwicklung im Bereich der Sprach-Codecs: er bietet eine höhere Integration und einen äußerst geringen Stromverbrauch, um in verschiedensten Anwendungen erweiterte Funktionen zu ermöglichen.

Der CMX655D unterstützt digitale MEMS-Mikrofone und enthält zwei aufeinander abgestimmte Kanäle mit digitaler Signalverarbeitung (DSP) zusammen mit einem filterlosen 1W-Klasse-D-Verstärker mit 90% Wirkungsgrad – Funktionen, die bisher nur durch zusätzliche Bauelemente möglich waren. Das Design des CMX655D basiert auf fortschrittlicher Fertigungstechnologie, was zu einem Baustein führt, der in allen Betriebsmodi sehr wenig Strom benötigt und mit einer Spannung zwischen 1,8 und 3,6 V betrieben wird, anstatt 5 V zu erfordern, um 1 W Ausgangsleistung zu erzielen. Diese Eigenschaften machen den Sprach-Codec ideal für batteriebetriebene Geräte.

„Der reine Sprach-Codec wurde viele Jahre lang in Bezug auf Investitionen von der gesamten Branche vernachlässigt, da der Schwerpunkt vor allem auf Multimedia-Codecs für Smartphones lag,“ erklärte David Brooke, Produkt Manager Wireless Voice and Data bei CML Microcircuits. „Die OEMs konnten daher nicht von den bedeutenden Fortschritten in der Prozesstechnologie sowie MEMS-Mikrofon- und Lautsprechertechnologie profitieren. Mit dem CMX655D lässt sich dies korrigieren, indem wir den Sprach-Codec in die Generation intelligenter bzw. smarter Geräte integrieren.“

Leitungsgebundene und drahtlose Telefonie nimmt weiter zu und Sprach-Codecs stellen die entscheidende Schnittstelle zwischen einem Mikrofon und einem Lautsprecher in jeder Anwendung dar, die Sprache als Schnittstelle verwendet. Während sich die Smartphone-Branche auf Multimedia-Codecs konzentriert, steigt auch die Nachfrage nach qualitativ hochwertiger Sprache außerhalb dieses Marktes. Denn die Verbraucher haben sich daran gewöhnt, ihre Stimme über fortschrittliche Elektronikgeräte zu übertragen. Neben der Möglichkeit, höhere Audioqualität in der Telefonie zu erzielen, steigt auch der Einsatz natürlicher Sprache und hörbarer Rückmeldungen bei Haushaltsgeräten und digitalen Assistenten, da die Hersteller unser Leben weiterhin „smarter“ gestalten wollen.

Um das Benutzererlebnis zu verbessern, nutzen Hersteller zunehmend die Signalverarbeitung, um digitale Filter auf Sprachsignale anzuwenden. Dies würde normalerweise entweder einen separaten DSP oder einen hochwertigen Mikrocontroller (MCU) erfordern. Jetzt können OEMs durch die integrierten DSP-Funktionen des CMX655D den externen DSP weglassen oder stattdessen eine einfache MCU verwenden. Der äußerst stromsparende Betrieb des CMX655 erfordert rund 500 μA für alle Funktionen im Mikrofonpfad – im Gegensatz zu einigen mA bei anderen Codecs. Mehr Funktionen bei deutlich geringerer Stromaufnahme ist ein Branchentrend. Die geringe Leistungsaufnahme und der hohe Integrationsgrad ermöglichen den Herstellern, qualitativ hochwertige Sprache zu mehr Anwendungen hinzuzufügen, z.B. für Gegensprechanlagen und andere Sicherheitssysteme, intelligente Haushaltsgeräte und Sprachsysteme zu Hause, am Arbeitsplatz und in der Fertigung. Auch für bestehende Telefonanwendungen ergeben sich erhebliche Vorteile.

Der CMX655D verfügt über zwei unabhängige Mikrofonkanäle, die sich im Vollduplex-Modus betreiben lassen, während die relative Signalphase beibehalten wird. So kann ein Gerät die 2-Wege-Kommunikation unterstützen und gleichzeitig Echokompensation anwenden. Die vom DSP angebotenen Sprachfilter umfassen 300 Hz bis 3,4 kHz für klassische Telefonie und 50 Hz bis 7 kHz für HD-Audio. Alle Signalwege unterstützen Audiobandbreiten bis zu 21 kHz bei Abtastraten von 8, 16, 32 oder 48 kSamples/s. Als traditioneller Telefonie-Codec unterstützt der CMX655D A-Law- und μ-Law-Kompandierung. Die beiden parallelen Kanäle verfügen über vollständig getrennte Signalwege, verfügen jedoch über eine gemeinsame serielle Audioschnittstelle, die I2S- (den für digitale Audiogeräte entwickelten seriellen Inter-IC Sound-Bus) sowie I2C- und SPI-Schnittstellen für die Gerätesteuerung unterstützt.

Neben dem geringen Stromverbrauch und dem hohen Integrationsgrad zählen zu den weiteren Funktionen die einstellbare Signalpegelerkennung, autonome Spracherkennung mit sehr geringer Stromaufnahme und Rauschunterdrückung. Der Lautsprecherpfad verfügt über eine Steuerung des Dynamikbereichs (DRC), um eine konstante Lautstärke am Ausgangslautsprecher zu gewährleisten – auch wenn der Eingang variiert. Dies ist vor allem bei Gegensprechanlagen oder Sicherheitssystemen von Vorteil.

Weitere Informationen zum CMX655D finden Sie auf der Produktseite hier.