移動(dòng)電話的低功耗和高音頻質(zhì)量設(shè)計(jì)方案

以類似的方法，采用低電壓的數(shù)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(shù)字內(nèi)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(shù)字功能不同，模擬信號(hào)處理元件(如ADC、DAC、混頻器、放大器和麥克風(fēng)接口)對(duì)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(tǒng)設(shè)計(jì)師必須根據(jù)他們自己的音頻質(zhì)量和功耗目標(biāo)做出合理的折衷。

維持一個(gè)穩(wěn)定而干凈的模擬電源對(duì)預(yù)防電源噪聲降低音頻質(zhì)量也很重要。盡管良好的設(shè)計(jì)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的線性穩(wěn)壓器為音頻中心上的模擬電路供電。在穩(wěn)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(yīng)用中2.7V和3.0V之間的模擬電壓是相當(dāng)?shù)湫偷摹?p>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(duì)某一給定的應(yīng)用情景而言不是必要的電路就可以被關(guān)掉。例如，大多數(shù)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(dāng)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(dāng)?shù)亟档鸵怨?jié)省電力。隨著音頻中心器件復(fù)雜性不斷增長(zhǎng)以匹配不斷增加的手機(jī)性能，可能的器件配置數(shù)量也在增長(zhǎng)，不同塊的低級(jí)別控制變得必要起來(lái)以避免浪費(fèi)功率。

高品質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與D類驅(qū)動(dòng)器相結(jié)合
傳統(tǒng)的AB類揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器通常本身消耗的功率要大于它們傳送到揚(yáng)聲器上的功率，這降低了電池壽命并可能會(huì)導(dǎo)致器件本身過(guò)熱。D類揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器―― 揚(yáng)聲器驅(qū)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類揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器至少需要從電池中消耗5W的功率，其中3W轉(zhuǎn)變成熱在該器件上耗散掉。在一些應(yīng)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(shù)量級(jí)，這使得揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器成為低效率和不必要電池功率消耗的主要源頭。D類揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器正越來(lái)越多地用于提升效率、延長(zhǎng)電池壽命和簡(jiǎn)化熱管理問(wèn)題，過(guò)多熱量會(huì)限制設(shè)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(yīng)用中，揚(yáng)聲器需要在一段很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持工作狀態(tài)，D類技術(shù)在延長(zhǎng)電池壽命方面是非常有效的。即便是直到最近揚(yáng)聲器的工作時(shí)間(如在播放鈴聲時(shí))還一直相對(duì)較短的手機(jī)，現(xiàn)在也開始支持揚(yáng)聲器和多媒體流功能，這些功能需要更長(zhǎng)時(shí)間地使用揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器。因此，D類放大器在手機(jī)設(shè)計(jì)中正越來(lái)越多地取代AB類放大器。

爆裂聲和滴答聲抑制――在音頻電路設(shè)置期間產(chǎn)生的聽(tīng)得見(jiàn)的爆裂聲和滴答聲會(huì)降低用戶的使用體驗(yàn)，而且在系統(tǒng)開發(fā)期間常常也花費(fèi)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(jié)
經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的音頻中心器件能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(zhǎng)的電池壽命為用戶提供Hi-Fi音頻和更多的手機(jī)功能。對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，易用性、更少的元件數(shù)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(jù)。

通過(guò)高品質(zhì)音頻編碼解碼器與D類放大器技術(shù)相結(jié)合，在延長(zhǎng)便攜式多媒體設(shè)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(zhǎng)時(shí)間。高級(jí)別的硅集成度提供了更小的PCB面積和元器件數(shù)的明顯好處，但隨著Hi-Fi音頻變得更加重要，以前對(duì)僅設(shè)計(jì)用于語(yǔ)音通信的手機(jī)來(lái)說(shuō)優(yōu)先級(jí)不是很高的其它挑戰(zhàn)，現(xiàn)在也必須加以解決。

更高的集成度可為終端用戶提供真實(shí)的好處，但必須一直保持對(duì)音頻質(zhì)量的關(guān)注?；旌闲盘?hào)設(shè)計(jì)師必須在整條信號(hào)鏈上維持音頻質(zhì)量，并牢記手機(jī)電池的局限性。憑借良好的設(shè)計(jì)，一個(gè)更佳的音頻體驗(yàn)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)。