蓝牙芯片在音频设备(如蓝牙耳机、蓝牙音箱、车载音响)中的应用,主要在于提升音频传输的稳定性与音质表现,相关技术不断突破传统局限。早期蓝牙音频传输采用 SBC 编码格式,音质较差且传输延迟高(约 200ms),难以满足专业音频需求。近年来,蓝牙芯片开始支持更高质量的编码格式,如 AAC、aptX、LDAC,其中 LDAC 编码格式可实现高达 990kbps 的传输速率,接近无损音频品质,搭配高性能音频解码模块,让蓝牙音频设备的音质媲美有线设备。在传输延迟优化方面,芯片厂商通过改进协议栈与基带算法,推出低延迟模式,如某品牌蓝牙芯片的游戏模式延迟可低至 30ms 以下,解决了蓝牙耳机在游戏、视频观看场景中 “音画不同步” 的问题。此外,蓝牙芯片还集成音频处理功能,如降噪技术(ANC 主动降噪、环境音模式),通过内置麦克风采集环境噪声,生成反向声波抵消噪声,提升音频清晰度;支持均衡器调节,用户可根据听音偏好调整低音、中音、高音参数,优化音质体验。这些音频传输与处理技术的升级,推动蓝牙音频设备向品质高、低延迟方向发展。ACM8815采用同步整流技术,将续流二极管替换为低导通电阻MOSFET,使开关损耗降低40%,效率提升至92%以上。四川ATS芯片ATS2853
ATS2853P2是国内首批支持蓝牙Audio Broadcast协议的芯片,可实现1个音源向8个音箱同步广播音频流,组网延迟低于50ms。其CSB(Coordinated Stereo Broadcasting)协议通过时间戳同步机制,确保多音箱声场相位一致,在10米范围内声场重叠误差<2°。设计时需在PCB布局中将蓝牙天线与Wi-Fi天线间距保持≥20mm,并采用金属屏蔽罩隔离数字电路噪声,避免组播时出现音频断续。芯片集成嵌入式PMU(电源管理单元),支持Sniff模式、蓝牙空闲模式、播放模式及通话模式动态功耗调节。实测在Sniff模式下电流*600μA(3.8V电池),播放SBC音频时功耗15.5mA,通话模式16.5mA。设计时需采用分压供电策略:蓝牙射频模块使用1.8V电压,数字基带采用1.2V,音频DAC则提升至3.3V以提升信噪比,此方案可使整体续航提升25%。湖南炬芯芯片ACM3219A12S数字功放芯片集成蓝牙5.3音频接收模块,支持LC3编解码,延迟低至50ms,满足无线Hi-Fi需求。
为确保功放芯片在复杂工作环境中可靠运行,厂商通常会在芯片内部集成过流、过压保护电路,构建安全防护体系。过流保护电路主要用于防止输出端短路或负载过重导致的过大电流损坏芯片,其工作原理是通过采样电阻检测输出电流,当电流超过设定阈值(如某芯片设定为 5A)时,保护电路会迅速切断输出通道或降低输出功率,待故障排除后恢复正常工作,避免功放管因过流烧毁。过压保护电路则针对供电电压异常升高的情况,当外部电源电压超过芯片的较大耐受电压(如某芯片较大耐受电压为 18V)时,保护电路会启动钳位功能,将芯片内部电压稳定在安全范围内,或切断电源输入,防止高压击穿芯片内部的半导体器件。此外,部分高级功放芯片还会集成过温保护、欠压保护等功能,形成多方位的保护机制。例如,某汽车功放芯片同时具备过流(阈值 6A)、过压(阈值 20V)、过温(阈值 150℃)、欠压(阈值 6V)保护功能,能应对汽车行驶过程中可能出现的各种电源与负载异常情况,确保芯片稳定工作,提升汽车音响系统的可靠性。
功放芯片与音频 codec(编解码器)是音频系统中相辅相成的两个主要组件,二者的协同工作直接决定音频信号的处理质量。音频 codec 的主要功能是将数字音频信号(如手机存储的 MP3 文件)转化为模拟音频信号,或反之将模拟信号数字化,同时具备音量调节、降噪、音效处理等功能;而功放芯片则负责将 codec 输出的微弱模拟信号放大,驱动扬声器发声。在工作过程中,二者需保持信号格式与参数的匹配,比如 codec 输出的信号幅度需符合功放芯片的输入范围(通常为几百毫伏),若信号过强可能导致功放芯片过载失真,过弱则会增加噪声比例。为实现高效协同,部分厂商会推出集成 codec 与功放功能的单芯片解决方案,减少外部电路连接,降低信号传输损耗与干扰,同时简化系统设计,如某型号芯片集成了 24 位音频 codec 与 D 类功放,支持采样率高达 192kHz,既能保证音频信号的高保真转换,又能实现高效功率放大,广泛应用于智能音箱、平板电脑等设备。此外,二者还需通过 I2C、SPI 等通信接口实现参数配置协同,如 codec 调节输出信号增益时,功放芯片需同步调整输入增益,确保整体音效稳定。ACM8623支持I2S数字输入,可以直接与蓝牙芯片等数字信号源对接,减少信号转换损失,提高音质保真度。
ATS2853P2采用CPU+DSP双核异构设计,CPU主频达336MHz,DSP主频400MHz,配合336KB内置RAM和16MB SPI Nor Flash,可同时处理蓝牙音频解码、音效加载及后台任务。其双核分工明确:CPU负责协议栈管理和系统控制,DSP专攻音频处理,这种架构在播放高码率音频(如96kHz/24bit)时,实测功耗较单核方案降低30%,同时避免音频卡顿。设计时需注意双核间数据总线宽度需≥32位,以确保实时音效参数传递无延迟。深圳市芯悦澄服科技有限公司专业一站式音频方案。12S数字功放芯片支持DSD64/128硬解码,直接处理2.8MHz/5.6MHz高采样率音频流,减少数模转换损耗。贵州家庭音响芯片ACM8628
蓝牙音响芯片的传输距离远,空旷环境下可达 20 米甚至更远。四川ATS芯片ATS2853
低功耗是蓝牙芯片的主要竞争力之一,尤其在物联网与便携设备领域,能效优化技术已成为芯片设计的关键方向。蓝牙芯片的低功耗技术主要从硬件与软件两方面入手:硬件层面,采用低功耗半导体工艺(如 40nm、28nm 工艺),降低芯片自身的漏电流;优化射频模块设计,在保证通信距离的前提下,降低发射功率(如 BLE 模式发射功率可低至 - 20dBm),同时采用高效电源管理模块,实现多档位电压调节,根据工作状态动态调整供电电压。软件层面,通过优化协议栈与工作机制减少能耗,如采用 “休眠 - 唤醒” 循环模式,芯片在无数据传输时进入深度休眠状态,只通过定时器或外部中断唤醒,唤醒时间可缩短至微秒级,大幅减少无效功耗;引入数据包长度优化技术,根据数据量大小调整数据包长度,避免因数据包太小导致的频繁通信,降低通信过程中的能耗。此外,部分蓝牙芯片还支持能量收集技术,可将环境中的光能、热能转化为电能,为芯片供电,进一步延长设备续航,这种技术已在智能门锁、无线传感器等低功耗设备中逐步应用。四川ATS芯片ATS2853