移動(dòng)電話(huà)的低功耗和高音頻質(zhì)量設計方案

以類(lèi)似的方法，采用低電壓的數字I/O緩沖器電源將消耗更少的功率，而且音頻質(zhì)量將不會(huì )受到影響，盡管由于一些實(shí)際的原因這一電源電壓有時(shí)要高于數字內核的電源電壓(例如，為了保持相互通信的器件之間的信令電壓水平的一致)。

而與數字功能不同，模擬信號處理元件(如ADC、DAC、混頻器、放大器和麥克風(fēng)接口)對噪聲非常敏感。信噪比可通過(guò)提高模擬電源電壓而改善，但代價(jià)是功耗增加了。系統設計師必須根據他們自己的音頻質(zhì)量和功耗目標做出合理的折衷。

維持一個(gè)穩定而干凈的模擬電源對預防電源噪聲降低音頻質(zhì)量也很重要。盡管良好的設計和差分技術(shù)能夠改善電源抑制比(PSRR)，但通常采用一個(gè)高PSRR的線(xiàn)性穩壓器為音頻中心上的模擬電路供電。在穩壓器的輸出電壓和最小輸入電壓之間有一個(gè)足夠的裕量也很重要，這可在電池放電時(shí)維持高的PSRR水平。在便攜式音頻應用中2.7V和3.0V之間的模擬電壓是相當典型的。

音頻中心上模擬電路省電的最有效策略是提供靈活和粒狀電源管理控制，從而那些對某一給定的應用情景而言不是必要的電路就可以被關(guān)掉。例如，大多數音頻中心至少在片上有2個(gè)ADC和2個(gè)DAC，但語(yǔ)音錄制功能僅需要使用一個(gè)ADC，PCM語(yǔ)音通話(huà)需要一個(gè)ADC和一個(gè)DAC，MP3播放需要使用兩個(gè)DAC。

只要在某個(gè)特別的電路里有功耗和音頻質(zhì)量折衷問(wèn)題，就可以采用低功耗模式，這樣當質(zhì)量要求降低時(shí)(如在語(yǔ)音通信時(shí))，性能也可以適當地降低以節省電力。隨著(zhù)音頻中心器件復雜性不斷增長(cháng)以匹配不斷增加的手機性能，可能的器件配置數量也在增長(cháng)，不同塊的低級別控制變得必要起來(lái)以避免浪費功率。

高品質(zhì)數據轉換器與D類(lèi)驅動(dòng)器相結合
傳統的AB類(lèi)揚聲器驅動(dòng)器通常本身消耗的功率要大于它們傳送到揚聲器上的功率，這降低了電池壽命并可能會(huì )導致器件本身過(guò)熱。D類(lèi)揚聲器驅動(dòng)器―― 揚聲器驅動(dòng)器使用的技術(shù)到目前為止是影響總體效率的最大因素。

例如，一個(gè)每通道提供1W功率的效率為40%的立體聲AB類(lèi)揚聲器驅動(dòng)器至少需要從電池中消耗5W的功率，其中3W轉變成熱在該器件上耗散掉。在一些應用中，所有其它與音頻相關(guān)的功率消耗與此相比要低兩個(gè)數量級，這使得揚聲器驅動(dòng)器成為低效率和不必要電池功率消耗的主要源頭。D類(lèi)揚聲器驅動(dòng)器正越來(lái)越多地用于提升效率、延長(cháng)電池壽命和簡(jiǎn)化熱管理問(wèn)題，過(guò)多熱量會(huì )限制設備功能和增加成本。

在支持電影回放、游戲或其它多媒體功能的便攜式應用中，揚聲器需要在一段很長(cháng)的時(shí)間內保持工作狀態(tài)，D類(lèi)技術(shù)在延長(cháng)電池壽命方面是非常有效的。即便是直到最近揚聲器的工作時(shí)間(如在播放鈴聲時(shí))還一直相對較短的手機，現在也開(kāi)始支持揚聲器和多媒體流功能，這些功能需要更長(cháng)時(shí)間地使用揚聲器驅動(dòng)器。因此，D類(lèi)放大器在手機設計中正越來(lái)越多地取代AB類(lèi)放大器。

爆裂聲和滴答聲抑制――在音頻電路設置期間產(chǎn)生的聽(tīng)得見(jiàn)的爆裂聲和滴答聲會(huì )降低用戶(hù)的使用體驗，而且在系統開(kāi)發(fā)期間常常也花費巨大的努力去消除這些噪音。集成了爆裂聲和滴答聲抑制電路的音頻中心器件能夠進(jìn)一步縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和提高能感知到的音頻質(zhì)量。有趣的是，免受爆裂聲、滴答聲和其它不愉快噪音的高質(zhì)量音頻也具有提高視頻圖像質(zhì)量的效果。

總結
經(jīng)過(guò)精心設計的音頻中心器件能夠將數據轉換器和電源管理等功能集成在一起，以更小的形狀因子和更長(cháng)的電池壽命為用戶(hù)提供Hi-Fi音頻和更多的手機功能。對手機設計師來(lái)說(shuō)，易用性、更少的元件數和靈活的電源管理性能等額外的好處是采用這些器件的主要依據。

通過(guò)高品質(zhì)音頻編碼解碼器與D類(lèi)放大器技術(shù)相結合，在延長(cháng)便攜式多媒體設備的電池壽命方面是非常有效的，它允許新的功能(如游戲和TV流)工作更長(cháng)時(shí)間。高級別的硅集成度提供了更小的PCB面積和元器件數的明顯好處，但隨著(zhù)Hi-Fi音頻變得更加重要，以前對僅設計用于語(yǔ)音通信的手機來(lái)說(shuō)優(yōu)先級不是很高的其它挑戰，現在也必須加以解決。

更高的集成度可為終端用戶(hù)提供真實(shí)的好處，但必須一直保持對音頻質(zhì)量的關(guān)注?；旌闲盘栐O計師必須在整條信號鏈上維持音頻質(zhì)量，并牢記手機電池的局限性。憑借良好的設計，一個(gè)更佳的音頻體驗不一定會(huì )產(chǎn)生額外的功耗或要付出很多附加元件的代價(jià)。