利用特殊應用模擬開(kāi)關(guān)改進(jìn)便攜式設計

隨著(zhù)市場(chǎng)對功能豐富的手機需求越來(lái)越強勁，具有特殊應用性能的模擬開(kāi)關(guān)得到了最終設計的持續青睞。此舉不僅能降低材料成本(BOM)，還有助于提升設計性能并滿(mǎn)足對產(chǎn)品上市時(shí)間的要求。本文將通過(guò)若干實(shí)際用例指導系統設計人員如何降低沖擊噪聲(pop noise)、檢測充電器及改進(jìn)眼圖張度。
　　
同時(shí)，本文還通過(guò)比較傳統方案與集成方案說(shuō)明了手機市場(chǎng)向多媒體設計發(fā)展過(guò)程中采用這種高性能模擬產(chǎn)品所帶來(lái)的好處。
　　
降低沖擊噪聲
　　
由浪涌電流引發(fā)的沖擊噪聲仍是設計人員所面臨的艱巨挑戰，特別是當最終用戶(hù)啟動(dòng)音樂(lè )和通話(huà)功能之間的切換時(shí)。只要最終用戶(hù)開(kāi)啟了音樂(lè )功能，這種惱人的噪音就會(huì )給人帶來(lái)不愉快的體驗。如圖1所示，在音頻放大器工作時(shí)，通過(guò)交流耦合電容器的電源開(kāi)/關(guān)浪涌電流是產(chǎn)生沖擊噪聲的元兇，此時(shí)的音頻共模電壓會(huì )急劇升高。
　　
目前市場(chǎng)上已有多種解決方案。其中之一是增加額外的放大器使音頻輸出具有“0V”偏置，從而最小化緊鄰耳機之前的交流耦合電容器的大小。因為大多數耳機放大器被整合進(jìn)了基帶處理器或電源管理單元(PMU)，因此增加這種放大器不僅增加了材料成本，還加大了功耗。
　　
圖1顯示了另一種方法，這種方法在音頻信號通路中增加了一個(gè)獨立充電通路，從而允許交流耦合電容器在被切換至耳機或主通路前被完全充電。這可借助基帶處理器的通用I/O進(jìn)行控制，讓音頻放大器和開(kāi)關(guān)先上電，主信道開(kāi)關(guān)此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。音頻輸出的共模電壓將開(kāi)始從0升至VCC/2。一段時(shí)間后(以10ms為參考)，耦合電容器兩端被充電至等電位，這時(shí)再開(kāi)啟主信道就完全不會(huì )有浪涌電流了，因為此時(shí)電容器兩極之間的壓差為0V。



圖1：具有低THD和負擺幅功能的音頻開(kāi)關(guān)可以消除音頻沖擊噪聲。
　　
這種開(kāi)關(guān)很適合單個(gè)USB連接器(D+/D-引腳)被耳機和USB數據線(xiàn)共享的手機和MP3/MP4播放機采用。低的總諧波失真(THD)對音頻聲道來(lái)說(shuō)非常重要。另外，由于開(kāi)關(guān)被安放在交流耦合電容器之后，因此必須處理低THD下很大的反向信號擺幅。這種開(kāi)關(guān)的超低關(guān)斷電容允許高速USB信號借助該器件進(jìn)行“線(xiàn)或”連接。而較低的寄生電容也是高速USB 2.0標準的一致性測試的關(guān)鍵。

特殊應用USB開(kāi)關(guān)
　　
隨著(zhù)目前的市場(chǎng)趨勢向單一USB充電器/數據端口的轉變，特殊應用USB開(kāi)關(guān)已經(jīng)成為帶充電器檢測功能的手機設計中的一種常規配置。圖2是這種開(kāi)關(guān)應用的一個(gè)范例。



圖2：帶充電器檢測功能的USB開(kāi)關(guān)非常適合高速USB應用，其USB電源和數據端口是共享的。