基于展锐UNISOC UWP5882的TWS蓝牙耳机方案

在现在的声学设备中,耳机应该算是大家的刚需了,无论是上班族、主播、声优、还是学生党都非常关注耳机行业。耳机由于其便携性而深受用户的喜爱,其中真无线耳机为其最受欢迎成为除手机产品外,丰富周边配件的“重要成员”。下面介绍一款展锐平台TWS蓝牙耳机,该耳机运用展锐UWP5882支持蓝牙5.0,可实现超低功耗、超低时延,为用户提供高品质的双主耳体验。

紫光展锐是紫光集团旗下的一家芯片设计公司。产品涵盖2G/3G/4G/5G移动通信基带芯片、物联网芯片、射频芯片、无线连接芯片、安全芯片、电视芯片。紫光展锐的员工数量超过4500人,在全球拥有14个技术研发中心,8个客户支持中心。

TWS蓝牙耳机UWP5882, 其最大的特点有三个,一个是低功耗,最低功耗7mA,带载功耗9mA以内。第二个特点是低延时,第三个特点是我们还有一个跟目前TWS耳机不一样的特点,目前TWS耳机都是主副耳模式,都是通过一个耳机主控,另一个耳机同步主控来实现双耳收听,这样会导致主耳耗电更高。我们这款产品没有主副耳这个观念,两耳消耗的功耗是均衡的,不存在主耳把电消耗光了,副耳还有电的情况。主耳没有电了你要切换到副耳,可能就会有一定的延迟。我们的设计是采用深度优化算法,不再需要区分主耳和副耳,左右耳可随时中断,互不干扰,也不需要因为同步额外耗电。所以我们在切换的时候可以做到无缝切换。除了降低功耗,还提升切换体验。

UWP5882已经通过了蓝牙5.0认证,支持BLE双模,其具有体积小、高集成的特点,集成了BT RF/Analog/PMU/CPU/DSP/Flash/RAM等单元,为TWS蓝牙耳机的多样化设计提供更多的可能。音质上,UWP5882支持8K CVSD,16K mSBC编码,可实现高品质的双耳通话。它支持SBC/AAC音乐格式,DAC支持96k采样,SNR达到100dB以上,可为用户提供卓越的聆听体验。

下面向大家介绍一下这个方案的详细内容。

硬件部分

1)、硬件电路图

    由于UWP5882内置了4Mb Flash,所以外围电路相对简单,主体部分可以按照datasheet中的参考原理图设计,如下截图。

2)、PCB Layout

    这一款TWS蓝牙耳机由于空间有限,PCB板子很小很极限,所以在布局以及信号处理上建议做6层镭射板。UWP5882与RF电路放TOP层,电源电路,触摸IC与晶振放在BOTTOM层,本方案的6层板各层按照Top-GND-Sig1-Sig2-Power-Bottom。

    1、RF走线两边需要用铜皮保护,并且走线两边需要增加足够多的GND过孔,保证接地回路尽量短。射频电路需要做50欧姆阻抗匹配,天线区域预留足够大净空空间,保证天线的发射性能。

    2、音频信号需要差分走线控制,音频信号(DACOUT, MIC)路由必须由GND很好地屏蔽,并避免与VBAT平行或相邻层交叉。

    3、晶振需要紧挨着芯片引脚放置,保证晶振的信号线走线尽可能短,晶振信号线两边需要用铜皮包裹,避免干扰到其他信号;晶体器件表层需要净空地,地信号XTAL1和XTAL2信号路由之间应隔一定距离,以减少两线之间的寄生电容;晶振临近层正下方区域需要保持完整的铜皮,不允许走线。

软件部分

    1)、软件编译环境 

    搭建Ubuntu编译环境 

    设置系统环境变量 

    编译指令:   ./build_sdk.sh 5856E2_tws_* XXX ramrun 

2)、软件下载 

    设置下载的COM口 

    下载的文件在编译成功后生成的hex文件夹下 

    先连cable线,在上电,检测到手机后,程序开始下载load文件,出现状态条,从1% 开始,结束时显示100%, 同时状态显示框“下载”变成“完成”,表示下载成功

3)、BT射频测试进入DUT模式 

    安卓手机下载蓝牙串口APP 

    Connect后输入AT+BTDUTTEST 

场景应用图

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产品实体图

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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

 支持Bluetooth 5.0规范。  支持A2DP 1.3、HFP 1.6和AVRCP 1.6。  支持TWS音频。  可编程Dual 197MHz DSP。  内置4Mbit Flash。  支持低功耗工作模式。

方案规格

 支持UART、I2C、SPI、SSP和IR等接口。  支持立体声模拟音频、I2S数字音频输出。  支持MP3、SBC、WMA、AAC、mSBC音频解码器。  支持ADC和DAC采样率最高96KHz。  支持入耳检测。  支持触摸检测。

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