基于Qualcomm QCC3046的TrueWireless Mirroring技术的ANC+TWS耳机方案

QCC3046是Qualcomm最新一代蓝牙5.2版本的 TrueWireless Mirroring高性能可编程双声道音频低功耗SoC,这是专门针对现在市场最繁荣和快速上升的TWS入耳式小体积耳机推出的新一代芯片。QCC3046具有120MHZ的audio DSP, 可快速处理24?bit的音频数据流,并支持2路模拟和最多6路数字麦克风,并用于1 or 2 mic Qualcomm® cVc™第8代通话降噪技术和Active Noise Cancellation技术。并具有适用于应用程序的32 MHz开发人员处理器,用于客户定制化功能,提高客户产品的市场竟争优势。

 

QCC3046与Qualcomm上一代TWS芯片QCC3020/512X相比优势在于:

  • 更高的蓝牙2版本,连接更稳定,延时更小。
  • QCC3046做TWS+ANC产品的成本更低,ANC的Feedforward, and Feedback 功能将来不需要收取license费用。
  • 体积小,377 mm x 4.263 mm x0.57 mm, 可适用于入耳式的TWS耳机产品上。
  • 支持Qualcomm新一代TWS技术:Qualcomm TrueWireless Mirroring技术。
  • 支持Qualcomm® aptX™ and aptX HD Audio。
  • 集成Qualcomm第三代ANC降噪功能,降噪效果更好,包含模式:Hybrid, Feedforward, and Feedback modes。
  • QCC3020/512x更低的功耗。
  • 更大发射功率可以提高蓝牙距离,Maximum RF transmit power可达13dBm。
  • 支持AOV语音唤醒,语音操作功能。

 

 

Qualcomm TrueWireless Mirroring技术不同于上一代芯片所釆用的TWS技术,原来的TWS是手机先把左右声道的音频流发给连接手机的主耳机,然后主耳机再把其中一个声道转发给副耳机,这样的缺点是主耳机功耗比较大,主耳机在接收的同时又在转发,RF数据比较多,影响了蓝牙距离,造成用户体验感不是很完美。新的TrueWireless Mirroring技术是类似Airpods一样技术,即手机发送左右声道音频流给主耳机,副耳机通过主耳机给它的蓝牙地址,连接密钥等信息直接去获取空中数据中的音频流从而得出另一个声道,这样的优势是左右耳机功耗平衡,不会因为主耳机功耗高提前没电关机,而且主副耳机与手机的距离提升明显,提升用户体验感。

 

 

 

  延伸阅读  



如下是实现基于QCC3046芯片的Qualcomm TrueWireless Mirroring耳机的方案(硬件+软件+调试)。

 一 、 硬件方面设计: 1、原理图设计,接有16 Mb Audio buffer RAM作AOV语音唤醒,语音操作功能。

 

2、PCB Layout图:

客户在设计产品时可以参考“80_CH167_1_AB_QCC3046_WLCSP_HARDWARE_DESIGN_GUIDE.pdf”参考设计文档,文档描述了使用QCC3046 WLCSP开始设计时要考虑的要点,尤其着重于PCB布局和组件选择,比如SMPS组件放置,RF路径设计,带通滤波器的布置,晶振和其它去耦电容的摆放与接地方式。

 

TOP层,16 Mb Audio buffer RAM和存储Flash的走线需要等长走线,尽可能降低板子其它信号对走在线的干扰,图1和图2处。 TOP层所有的组件(除RF外)接地不接到TOP的GND层上,需要接到下面的GND层,图3处,减少组件间的电流回路干扰。

 

第二层:POWER层,用于电源走线的层,注意电源走在线下层要用GND包围。

 

第三层到BOTTOM层:用于信号走线的层。注意各层内及隔层间高速数字信号线与电源线等相互产生干扰的走线,尽量不要走平行或者交叉,以减少相互间的干扰。

 

 

3,产品实物展示:

 

 

4,方框图

 

 

 

二、软件部分设计:

1、软件框架部分设计:   1)、新建工程:打开MDE工具,点击新建工程,打开earbud.x2w”工程。

 

  2)、由于考虑到耳机的大小,我们没有添加电池温度检测部分的硬件电路。所以我们需要将软件中的该部分功能屏蔽掉,否则会导致耳机一直无法开机。   修改如下:

 

2、蓝牙名、蓝牙地址、耳机频偏值的修正方法:   我们可以通过修改subsys0_config3.htf、 subsys1_config2.htf 两个文件来配置自己该项目的频偏值和蓝牙地址、蓝牙名(注意:一个地址必须是奇数、一个地址必须是偶数)。   配置如下:

 


3、基本UI功能实现、LED的实现、button功能的实现:  1)、LED功能实现,大家可以通过修改av_headset_ui.c文件,来修改自己需要的LED状态,比如开机LED、关机LED指示。如下:

 

2)、BUTTON功能实现,大家可以通过修改 "1_button.buttonxml" 文件,来设计按键的功能。如下所示:

3)、基本UI功能实现,大家在av_headset_ui.c文件中static void appUiHandleMessage(Task task, MessageId id, Message message)函数上

,通过相应的button EVENT来实现自己需要的相关UI功能:如下所示:

 

 

4、ANC功能的开启:

在Project中打开库

 

配置对应的麦克风接口,以FF Mode为例:

 

 

5、软件刻录: 此时将设计好的软件,将TRBI200或者USB连接计算机,通过QMDE软件Build->Build All 编辑这个工程 ,编译成功后,通过Build->Deploy All,将代码下载制耳机中。

 

 

6、cVc , ANC调试方法:cVc和ANC的效果是需要通过QACT工具来调试的。

cVc调试:我们在通电话中,通过TRB或者USB接到计算机的USB口,打开QACT工具。

 

 

 

ANC调试:通过USB接到计算机的USB口,进入ANC Tuning Mode后打开QACT工具。

场景应用图

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展示版照片

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方案方块图

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核心技术优势

■ 蓝牙5.2版本,连接更稳定,延时更小。 ■ 体积小,4.377 mm x 4.263 mm x0.57 mm, 可适用于入耳式的TWS耳机产品 ■ 支持Qualcomm新一代TWS技术:Qualcomm TrueWireless Mirroring技术。 ■ 支持Qualcomm® aptX™ and aptX HD Audio。 ■ 集成Qualcomm第三代ANC降噪功能,降噪效果更好,包含模式:Hybrid, Feedforward, and Feedback modes。 ■ 比QCC3020/512x更低的功耗。 ■ 更大发射功率可以提高蓝牙距离,Maximum RF transmit power可达13dBm。 ■ 支持Always On Voice语音唤醒,语音操作功能。

方案规格

■ Qualified to Bluetooth v5.2 specification ■ Qualcomm TrueWireless Mirroring stereo earbuds ■ Always On Voice Support ■ 120 MHz Qualcomm ® Kalimba ™ audio DSP ■ 32 MHz Developer Processor for applications ■ Firmware Processor for system ■ Flexible QSPI flash programmable platform ■ High-performance 24‑bit audio interface ■ Digital and analog microphone interfaces ■ Flexible PIO controller and LED pins with PWM support ■ Serial interfaces: UART, Bit Serializer (I²C/SPI), USB 2.0 ■ Advanced audio algorithms ■ Active Noise Cancellation: Hybrid, Feedforward, and Feedback modes, using Digital or Analog Mics, enabled using license keys available from Qualcomm ® ■ Qualcomm ® aptX ™ and aptX HD Audio ■ 1 or 2 mic Qualcomm ® cVc ™ headset speech processing ■ Integrated PMU: Dual SMPS for system/digital circuits, Integrated Li-ion battery charger ■ 94-ball 4.377 mm x 4.263 mm x 0.57 mm, 0.4 mm pitch WLCSP

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