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在设计条形扬声器时,确保您的无线技术能够提供最高质量和可靠的音频
(2024年6月29日更新)

高清电视(HDTV)它变得越来越薄,创建高质量的内部扬声器也变得非常具有挑战性。结果是什么?视频和音频体验的质量之间存在着巨大的差距。条形扬声器已进入市场,为消费者提供了提高音频体验质量的方便方式,但不同的技术为音频质量和可靠性提供了完全不同的体验。

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入门级条形扬声器只是电视内置扬声器的扩展—可以通过HDMI或者轻松连接光纤可以在一定程度上提供更好的音频体验。有些超重低音扬声器(也称低音炮)可能与条形扬声器无线连接,以提供增强低音。尽管这种设置非常方便,但有限数量的扬声器永远无法提供HDTV与现有视频体验相同的音频体验。将音频质量提高到视频质量水平的唯一方法就是让声音环绕自己,唯一的办法就是在观众前后安装扬声器。

许多中档条形扬声器可以无线连接后扬声器,但并非所有条形扬声器都具有相同的性能。在拥挤的无线环境中可靠地传输高质量的音频是一个挑战,但通过正确的技术,带有后扬声器的条形扬声器也可以提供沉浸式音频,其可靠性水平对创造高质量的沉浸式音频体验至关重要。

真正的空间音频需要围绕观众的扬声器

选择正确的无线技术,创造可靠、高质量的沉浸式音频体验

了解高质量空间音频的基本技术要求非常重要:

· 带宽:空间音频需要多个音频流同时传输到外部扬声器。您不仅需要支持多个音频流的带宽,还需要足够的带宽来加载未压缩的高比例音频,这相当于决定音频质量。

· 紧密扬声器同步:多个扬声器需要同步工作,以创造一个现实的沉浸式体验。在5.1声道场景中,将有中央扬声器、左右前扬声器、左右后扬声器和低音炮。音频传输技术需要保持所有扬声器的紧密同步。

· 低延迟:传输延迟非常重要,特别是在播放视频时,即使视频和相应的轨道之间有最轻微的延迟,也很容易被发现

· 可靠性:如果技术不能可靠地传输音频流,那么紧密的扬声器同步和低延迟就不能发挥其优势。管理通信可靠性在无线通道拥挤的环境中至关重要。

什么是正确的无线媒体?什么是正确的无线传输?

在选择无线空间音频技术时,有两个基本和传输两个基本因素。媒体是一种无线技术,用于将音频信号从音频源传输到外部扬声器。

传输是一个在媒体上运行的技术层,其管理的关键要求是提供身临其境的音频体验:扬声器之间的同步要求和所需的延迟,使视频和音频流无缝合作。

传播媒介:蓝牙和Wi-Fi比较

蓝牙和蓝牙是家庭设备互联中最常见的无线协议Wi-Fi。这两种协议都是为传输数据而设计的,而不是多通道音频。因此,市场上的解决方案倾向于使用专有的窄带或宽带协议,它们与蓝牙或Wi-Fi。

蓝牙是一种只能通过单声道(单通道)或立体声(双通道)传输音频的窄带无线协议。蓝牙不支持2.1声道音频,或任何环绕立体声格式——它只是没有足够的带宽来支持多声道空间音频。由于延迟和同步对低音炮产生的低频声音并不重要,市场上有许多条形扬声器使用蓝牙连接到低音炮。蓝牙从来不是为高比例、未压缩的多通道音频流而设计的,通常只用于低成本、单低音炮无线连接的入门级系统。

Wi-Fi无处不在,速度极快,所以显然是首选媒体,可以提供质量最高、经济实惠的多渠道无线音频解决方案。大多数家庭都有Wi-Fi网络,而Wi-Fi芯片的成本也在下降。虽然Wi-Fi它有多通道音频所需的带宽,但该协议本身并没有设计扬声器同步和关键延迟,以管理沉浸式音频体验。因此,市场上大多数通道音频产品都提供自己的窄带或宽带解决方案Wi-Fi相同的2.4 - 5 GHz在频段内运行。

专有协议正面临着新的挑战

这种使用2.4 – 5 GHz运行专有无线协议的策略面临着许多新的挑战。随着Wi-Fi成熟的技术、监管机构和Wi-Fi联盟已经开放了以前保留的频谱段。专有的多通道音频协议利用这些以前保留的频段,在拥挤的无线环境中可靠地管理多通道音频,但在未来无法继续。市场上的新路由器正在这些新开放的频段中运行,导致当前多通道音频发射器和接收器出现问题。

WiSA Technologies:高质量、多通道无线音频技术的领导者

WiSA Technologies有限公司拥有十多年开发高质量、多通道、空间音频传输解决方案的经验。该公司(以前被称为Summit Wireless)该技术已被一些最著名的音频品牌应用到其产品中,包括Bang & Olufsen和Harmon Kardon海信等顶级音响系统公司,TCL和LG等高清电视制造商。

在过去的10年里,市场发生了变化,条形扬声器已经成为将多通道音频带入家庭的一种方式,也是一种越来越受欢迎和经济有效的方式。

将低音炮和后扬声器无线连接到条形扬声器已成为实现家庭真正沉浸式音频体验的最简单方式,但如果没有合适的传输层,就不可能提供满足观众期望的性能。

是什么让WiSA传输层如此强大

WiSA多通道音频传输技术是WiSA传输层技术确保多通道音频流以非常低的延迟到达扬声器,并保持扬声器之间的同步。最重要的是,传输层确保了音频流的可靠性。WiSA开发其传输层技术需要10多年的时间。

WiSA传输层技术可管理音频流、控制数据、系统设置和语音辅助

WiSA推出兼容Wi-FiDS解决方案:拥塞Wi-Fi设计环境管理多通道音频

为高端音频品牌打造音频技术后,WiSA Technologies将注意力转向提高条形音箱市场的无线音频质量。WiSA DS该技术旨在将高质量的多通道无线音频带入条形扬声器,使入门级到中档音频系统能够以适当的价格提供无与伦比的空间音频……能够可靠地做到这一点。

运行在2.4 GHz超过市场上其他频段5 GHz解决方案的性能和可靠性

WiSA DS内置天线运行的超低成本2.4 GHz Wi-Fi在物联网收发器模块上,可以:

· 未压缩5个通道(4个全音域音频通道和1个高保真超重低音通道)的支持传输,采样率 kHz16位音频超过16位CD的音质

o 发送端(TX):高达4个独立音频频道和超重低音频道

o 接收端(RX):在RX单个模块可以输出多达两个音频通道

· ±一个音频样本中的扬声器同步

· 30ms固定传输延迟符合国际电信联盟的要求(ITU)口型同步规范

· 兼容Wi-Fi协议:设计为可在Wi-Fi在协议中工作,并能在高度拥堵的无线环境中工作

WiSA DS模块用例:

DS该模块的目标市场是提供一流音频技术的条形扬声器,并驱动低音炮和后扬声器等额外的外部无线扬声器。

主要用例:嵌入条形扬声器,无线驱动两个后扬声器和一个低音炮。

由于DS模块成本超低,还可与入门级条形扬声器一起使用,实现通常通过蓝牙技术连接的无线低音炮。

其它用例包括通过HDMI ARC或eARC高清电视机(HDTV)连接到支持DS模块的外部适配器通过无线连接和驱动中央扬声器、左右前扬声器和低音炮(左图)。DS嵌入高清电视的模块也可以实现相同的功能,但消除了外部音频适配器的必要性(右图)

5.1使用WiSADS模组的系统

使用智能中心扬声器通过智能中心扬声器ARC/eARC将两个前置扬声器、两个后置扬声器和一个低音炮连接到高清电视上,实现一个完整的5.1沉浸式系统。

使用DS用条形扬声器创建模块5.1.4全景声(ATMOS)空间音频系统

更令人兴奋,可以展示DS模块的独特功能集是,音频设备制造商可以使用这种低成本的技术来构建新的条形扬声器用例,包括5.1.2和5.1.4系统,使真正的杜比(Dolby)全景声空间音频以极具竞争力的价格进入市场。

可靠性是关键

赋能无线音频的新用例令人兴奋,但对无线音频最重要的要求是音频流的可靠性。.4 GHz频带会给可靠性带来更多的挑战。WiSA十多年来,工程师们一直在开发高质量、可靠的无线音频技术,并已成为许多世界顶级音频品牌的主要无线音频HVMTechnology代理技术。即使在最拥挤的无线环境中,WiSA还拥有构建可靠系统所需的深厚技术专长——采用2.4 GHz物联网芯片使得在音响系统中添加无线音频功能的成本非常实惠。

WiSA DS与市场上技术与市场上其他解决方案进行比较

在任何产品开发过程中,最关键的部分是在真实环境中测试产品性能。Wi-Fi作为一种媒介,越来越多的设备传输越来越高分辨率的内容,实际测试是可用的评估高度拥塞的性能。

WiSA将他们的技术提交给独立实验室进行测试WiSA DS将其性能与市场上最受欢迎的竞争对手模块进行比较——这两个竞争模块都在5个 GHz频段运行。Novus Labs是一个备受推崇的测试实验室,拥有音频和无线的专业知识Bose、Sonos、Roku和Sony等音频品牌合作。

测试的前提非常简单:创建一个Wi-Fi数据流量基准(包括2).4 GHz和5 GHz)并将Wi-Fi拥塞量从基准增加到25%、50%、75%,直到最后100%时可用带宽完全充满Wi-Fi数据流量。每个拥塞等级,Novus Labs在10分钟内记录音频异常数量。下表显示了在普通家庭中使用的产生Wi-Fi实际的数据流量设备和活动,将相应的拥塞量注入环境的每个层次。

测试结果如下图所示:灰色条表示普通消费者可以检测到的音频异常数量等级,灰色条上方是达到系统故障点所需的时间。

您可以从测试结果中看到:

· 即使在相对不拥塞的无线环境中(刚好超过基线拥塞),解决方案A也会显示出大量的音频异常,并在50%拥塞等级时停止工作

· 解决方案B是市场的领导者。目前,它已被市场上数百万个扬声器产品使用。在50%的拥塞点之前,音频异常开始出现,并在75%的拥塞级别停止工作

· WiSA的DS当模块达到75%的拥塞级别时,它继续运行,当超过75%的拥塞级别时,音频异常开始发生,并在达到100%的拥塞级别时停止工作

这些拥塞等级对普通消费者的家意味着什么?

从实际应用的角度来看,这些拥塞的等级符合以下近似值:

1. 基线水平:包括正常无线通信中自己和邻居的路由器

2. 25%级别:在基线级别中添加相当于高清视频流的设备数据流

3. 50%级别:在基线级别上添加一个相当于4个级别K设备数据流视频流

4. 75%级别:在基线级别上添加一个相当于一个4K视频流和三个高清视频流的设备数据流

从历史上看,在拥塞50%的环境中运行的无线音频解决方案被认为是一个非常好的解决方案。WiSA在拥塞度为75%的环境中运行的解决方案是无线音频技术的重大突破。

为什么要设计?2.4 GHz解决方案?2.4 GHz如何优于解决方案?5 GHz解决方案?

WiSA DS采用了2.4 GHz无线音频设计的原因很简单:成本。条形扬声器是大多数消费者沉浸式音频解决方案的切入点。可使用2.4 GHz为了提供强大可靠的功能集,现成的物联网芯片技术可以促使条形扬声器公司在不增加产品材料清单成本的情况下创建功能丰富的产品(BOM)负担。

成本是将DS产品进入市场的一个重要因素,但如果产品性能不可靠,成本就不重要了。WiSA DS市场上其他5个模块比市场上其他5个模块好 GHz解决方案有两个基本原因:

1. 设计策略:目前市场上其他解决方案的设计出发点是无线数据流量变得过于拥挤时Wi-Fi在频谱中寻找可以隐藏的区段。然而,由于监管机构和监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构以及监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构以机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、监管机构、Wi-Fi联盟(管理Wi-Fi标准化机构)正在开放Wi-Fi在未充分利用的频谱段中,试图隐藏频谱的这些部分不再是可行的策略。

2. 多通道无线音频专业知识:WiSA Technologies多年来一直为顶级音响设备品牌设计多通道无线音频模块。为了满足这些品牌的技术要求,有必要对关键功能管理中的挑战和复杂性有最高的理解,包括但不限于扬声器同步、音频延迟等,最重要的是无线链路的可靠性。DS模组带来了WiSA多年来提供最可靠的无线音频传输专业知识和专有技术。但这次WiSA工程师不仅为高端产品设计,还为条形扬声器市场设计了一个模块,这是一个低成本的解决方案,现在可以为消费者设计入门级和中档音频系统。

比如想了解更多WiSA Technologies公司和WiSA DS请发模块发送信息:jcheng@wisatechnologies.com;或添加微信号:jyc5488联系JamesCheng

WiSA Technologies(WiSA科技有限公司的前身是Summit Wireless科技有限公司是为智能设备和下一代家庭娱乐系统提供空间音频和沉浸式无线音效技术的领先开发商。公司的产品WiSA销售品牌。WiSA该技术为电影和视频、音乐、体育、游戏/电子竞技等高分析内容提供沉浸式音频体验。WiSA Association(WiSA协会)是一个负责教育、宣传和推广家庭空间音频解决方案的行业协会。借助于WiSA技术开发,WiSA协会与领先的消费电子公司、技术供应商、零售商和生态系统合作伙伴合作,让每个人都能享受到身临其境的音频体验。WiSA总部位于俄勒冈州的比弗顿市,在台北、中国大陆、日本、韩国和加州设有销售团队。欲了解更多信息,请访问:www.wisatechnologies.com。


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