纖細(xì)型便攜式設(shè)計(jì)中的多媒體信號(hào)路徑(07-100)

　　引言

　　把語(yǔ)音服務(wù)、高分辨率相機(jī)模塊和MP3或PMP播放器功能整合在單個(gè)移動(dòng)電話(huà)設(shè)計(jì)中，已成為未來(lái)中高端電話(huà)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。除了超高的功率 (>700mW) 立體聲音頻功能之外，視頻輸出功能也出現(xiàn)在手機(jī)應(yīng)用中，其輸出格式仍然主要是CVBS，而某些電話(huà)甚至提供S視頻或模擬 RGB輸出。

　　除更豐富的模擬基帶功能之外，數(shù)據(jù)連接也開(kāi)始在向USB2.0 (480Mbps) 串行接口這樣更高速度的連接轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)更快的上傳和下載。目前，利用嵌入式硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或大型移動(dòng)閃存，內(nèi)存容量得到大大增加，同時(shí)也需要更高速的連接。盡管這些特性驅(qū)使已經(jīng)頗為緊湊的電話(huà)內(nèi)部電路板設(shè)計(jì)更加密集，客戶(hù)仍不斷期望多媒體手持設(shè)備的設(shè)計(jì)更為纖薄小巧，以實(shí)現(xiàn)一體化，因此在機(jī)械和電氣性能方面為手機(jī)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)挑戰(zhàn)。這不但需要相同或更好的基帶信號(hào)完整性，同時(shí)還要盡可能地去除體積龐大的連接器/電纜。

　　本文介紹了幾種應(yīng)用解決方案，給出了如何充分利用針對(duì)特定應(yīng)用的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)纖巧型單連接器設(shè)計(jì)的建議，最后并闡釋了視頻濾波器/驅(qū)動(dòng)器等外設(shè)IC是如何作為模擬基帶處理器的輔助芯片來(lái)支持這種多媒體市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。

　　應(yīng)用實(shí)例

　　在設(shè)計(jì)纖巧美觀的需求推動(dòng)之下，體積龐大的串行連接器 (多達(dá)14到18個(gè)引腳) 逐漸被5腳迷你型AB USB連接器或尺寸小得多的8腳串行連接器所取代。不過(guò)，連接器引腳的減少無(wú)法適應(yīng)增加的模擬和數(shù)字輸出。圖1所示為用于音頻、UART 和 USB連接器共享的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。由于MP3解碼器輸出的音頻一般具有負(fù)向擺動(dòng)，故要求開(kāi)關(guān)必需能夠處理帶有顯著負(fù)音頻信號(hào)的大功率 (>700mW) 立體聲音頻。負(fù)擺幅的大小取決于音頻功率和8歐姆揚(yáng)聲器或32歐姆耳機(jī)的負(fù)載。它可能低至 -2.8V或以下。該開(kāi)關(guān)還必需能夠處理有大電流 (約 300mA) 流過(guò)的大功率音頻。沿音頻數(shù)據(jù)路徑的數(shù)據(jù)路徑在總諧波失真 (THD) 方面必需具有最小的音頻失真，同時(shí)USB數(shù)據(jù)路徑在大信號(hào)帶寬要求方面需要具有最小的邊緣失真。通過(guò)采用圖1所示的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，可以去除4個(gè)多余的連接器，其中包括體積龐大的3.5mm耳機(jī)連接器。

　　圖1 音頻/UART/USB 引腳共享的單連接器設(shè)計(jì)

　　圖1中的開(kāi)關(guān)可用作音頻、USB和UART或任何相關(guān)組合的切換。其它可能的配置包括3個(gè)音頻源共享同一個(gè)耳機(jī)或2個(gè)音頻源共享帶有全速USB輸出的USB連接器。圖2與圖1類(lèi)似。兩種結(jié)構(gòu)間的主要差異在于內(nèi)建的智能USB檢測(cè)。因此，開(kāi)關(guān)缺省模式是音頻模式。只要外部加載VBUS，開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)切換到USB通道。這種開(kāi)關(guān)具有類(lèi)似于“即插即用”的特性，無(wú)需GPIO控制等任何硬件資源。在4.3V電池供電情況下，所有這些開(kāi)關(guān)都必需能夠接收1.8V控制電壓。圖2所示的FSA221可用于實(shí)現(xiàn)高速USB 2.0 (480Mbps) 和輸出到耳機(jī)的音頻信號(hào)之間的連接器共享，而FSA201主要針對(duì)全速USB應(yīng)用 (12Mbps)。