隨時隨地實現(xiàn)高質(zhì)量移動音頻

推動手機和平板電腦音頻發(fā)展的重要交叉因素有兩個，即：1.日益增加的產(chǎn)品差異化需求；2.更高的客戶期望。智能手機和平板電腦原始設(shè)備制造商正在利用各個商用IC供應(yīng)商的應(yīng)用處理器和基帶調(diào)制解調(diào)器(集成和組合)的各種組合，圍繞芯片組搭建平臺。因此，原始設(shè)備制造商不會像在規(guī)定和/或設(shè)計芯片組時所做的那樣控制或區(qū)分功能組。如今，他們必須尋求其它方式創(chuàng)造差異化的移動用戶體驗，包括提供隨時隨地的音頻體驗。為實現(xiàn)這一目標，需要充分利用手機和平板電腦的揚聲器，而眾所周知，它們的音量很小。因此，就需要添加DSP聲音處理(又名：音頻后處理)，消除噗噗聲，并利用其它音頻技巧，制造功耗低且不會產(chǎn)生不必要的繼發(fā)影響(如電磁干擾等)的高輸出(高音量)揚聲器放大器；還需確定工程師用來提供更好的聲音的一些重要參數(shù)、技術(shù)、趨勢和創(chuàng)新手段。

手機公司利用商用芯片組時，需尋找新的途徑，實現(xiàn)多樣化的產(chǎn)品外觀、手感、聲音，及能讓用戶體驗何種功能。對于聲音來說，在不久之前，手機用戶對音頻性能的要求很低，因此，無論將何種放大器置入核心芯片組都不錯。但是，隨著市場上出現(xiàn)越來越多的創(chuàng)新型電話、平板電腦和應(yīng)用程序，用戶期望也迅速提高，其中也包括音頻。用戶希望隨時隨地享用音質(zhì)良好的音頻。

通過添加DSP聲音處理(又名：音頻后處理)，可消除噗噗聲，并利用其它音頻技巧，能制造高輸出(高音量)揚聲器放大器。

音頻工程是一件藝術(shù)性工作，因為聲音是一種主觀的個人體驗，音頻工程需要進行不斷的權(quán)衡和判斷。以下例子展示了音頻工程師為給移動平臺引入更好聲音所運用的幾種技術(shù)。每一種都值得深入探討，但是我們僅做簡單介紹，以回顧幾個重要的問題、趨勢和解決方案。

1.動態(tài)范圍、信噪比(SNR)和總諧波失真加噪聲(THD+N)

音頻性能的經(jīng)典衡量方式是信噪比或動態(tài)范圍。如同產(chǎn)品性能的許多其它可比衡量方式一樣，信噪比受“技術(shù)指標差距”的制約，而“技術(shù)指標差距”的不同解讀方式被用來最好地定位產(chǎn)品，并非完全考慮客觀純度。為了提供更好的客觀性，音頻工程師協(xié)會(AES)為音頻工程衡量創(chuàng)建了標準?？傊C波失真加噪聲是一種比單獨總諧波失真更常用、更有用的衡量標準，因為能更準確地再現(xiàn)使用案例(即噪聲物質(zhì))。將其帶入公式即：總諧波失真+噪聲=諧波功率+噪聲功率總和除以總輸出功率。注意，僅當測量時的失真水平一定時，輸出功率才有意義。

圖1比較了從CD到專業(yè)音頻等不同音頻設(shè)備的動態(tài)范圍。手機和平板電腦音頻性能的推動力是趕超MP3播放器的動態(tài)范圍(約100 dB)，而如今的手機和平板電腦市場也正在實現(xiàn)這一目標。

2.麥克風(fēng)和音頻后處理

移動平臺支持幾個麥克風(fēng)變得非常必要，因為DSP回音消除以及其它先進音頻和語音處理都需要多個麥克風(fēng)。差分麥克風(fēng)輸入被用于降低噪聲、射頻和串擾的發(fā)生。在移動音頻系統(tǒng)中，麥克風(fēng)、音頻編解碼器和DSP處理器共同來實現(xiàn)先進功能。智能機音頻的提升正在往DSP這個戰(zhàn)場集中，DSP回聲消除、3D空間和其它音頻功能利用多個麥克風(fēng)為處理提供輸入。一個簡單的例子是需要至少兩個麥克風(fēng)，是為了將語音信號與背景噪聲分開。一個麥克風(fēng)聽語音和背景噪聲，另一個僅聽背景噪聲。DSP/編解碼系統(tǒng)然后收到那些信號，減除噪聲，以提供更清晰的語音信號。

使用數(shù)字麥克風(fēng)(駐極體電容麥克風(fēng)和微機電系統(tǒng)麥克風(fēng))代替模擬麥克風(fēng)逐漸流行，受到移動原始設(shè)備制造商的推動，因為其數(shù)字痕跡對手機處理器和廣播集成電路(如基帶調(diào)制解調(diào)器) 的噪聲侵擾具有更好的免疫力。

3.減少噗噗聲

噗噗噪聲是音頻中的經(jīng)典問題，常常發(fā)生于音頻輸入開機、關(guān)機、靜音或連接至不同負荷時，可能產(chǎn)生瞬變，可通過揚聲器或耳機聽到。減少噗噗聲在移動應(yīng)用程序中日漸重要，因為移動操作很自然會導(dǎo)致物體關(guān)機，以節(jié)省電力。當然，這意味著，應(yīng)再將其打開，以創(chuàng)建開/關(guān)和關(guān)/開過渡，導(dǎo)致聲音瞬變。在過去，減少噗噗聲是通過外部電容解決的。但是，隨著集成水平的提高，為了減少開支，提高性能，需要消減電容，提供創(chuàng)新芯片方法來減少噗噗聲。

插入手機時，內(nèi)外部麥克風(fēng)之間的轉(zhuǎn)換是噗噗聲的另一個來源。這可通過提供插入檢測電路進行管理。緩慢打開和關(guān)閉是抑制噗噗聲的另一種方法。緩慢打開和關(guān)閉對于不具有隔直電容的音頻驅(qū)動器來說非常有用，因為它可產(chǎn)生直流偏移電壓。緩慢打開，正如其字面意思，斜變切換電阻，使得負載電壓擺率慢慢提高，從而使噗噗聲不會出現(xiàn)。一種方法是使用緩慢開啟的集成音頻開關(guān)。圖2的飛兆緩慢開啟音頻開關(guān)展示了這一理念。此產(chǎn)品具有可調(diào)節(jié)(緩慢)打開和關(guān)閉，其范圍為1毫秒~200毫秒。此圖顯示了100毫秒的設(shè)置。