智能電話中的音頻整合
將耳機用于手持式設(shè)備時,兩種差別很大的音頻技術(shù)之間的沖突出現(xiàn)了。幾年后,模擬工程師仍然在完善他們的集成化方案,以便更好地處理通話、音樂播放和響鈴……
背景
曾幾何時,數(shù)字音頻還被隔離于Hi-Fi和電話之外。Hi-Fi常指在44.1kHz（原始CD規(guī)范）取樣的立體聲和16bit分辨率音頻。另一方面,電話信號是單聲道和低分辨率的,一般按照8bit和8kHz進行數(shù)字化處理。從表面上看,不同類型的混合信號IC似乎適合每一個應(yīng)用。Hi-Fi音頻CODEC迅速利用了多位sigma-delta技術(shù)來改進音頻質(zhì)量,而電話零件依然相當簡單,其中低數(shù)據(jù)率、低成本的傳聲器是限制其質(zhì)量改進余地的主要原因。兩類CODEC也具有不同的接口。已經(jīng)出現(xiàn)的Hi-Fi立體聲數(shù)據(jù)格式有很多,目前應(yīng)用最廣泛的是I2S(Inter-IC Sound) 。電話CODEC通常帶有一個脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation,PCM）接口。嚴格來說,PCM概念包含了今天我們正在使用的大多數(shù)數(shù)字格式,其中包括I2S;PCM的初衷是將數(shù)字編碼和諸如調(diào)頻之類的模擬技術(shù)加以區(qū)別。然而,在數(shù)字電話中,PCM通常指一種特定的,與Hi-Fi立體聲不兼容的單音數(shù)據(jù)格式。
計算機音頻的出現(xiàn)也孕育了另一類接口的的出現(xiàn)。由于質(zhì)量要求與現(xiàn)有消費音頻市場類似,就出現(xiàn)了以不同的取樣率(特別是8kHz、44.1kHz和48kHz)來播放錄制好的音頻文件的需求。雖然以軟件方式進行取樣率轉(zhuǎn)換是可能的,但是代價也非常昂貴。因此,目前已普遍使用的AC 97標準將該項任務(wù)交給CODEC處理,通過專門的硬件可以實現(xiàn)非常高的效率。目前,AC 97已經(jīng)成為計算機音頻領(lǐng)域的主導(dǎo)性工業(yè)標準。
便攜式系統(tǒng)起初時還保持著自己的本來面目：個性CD、迷你唱碟和MP3播放器使用的是I2SDAC,移動電話保留了PCM技術(shù),而具有音頻增強功能的PDA一般采用同臺式計算機相同的AC 97 CODEC。因此,這簡直令人震驚,第一代組合系統(tǒng)通常含有電話和PDA兩塊電路板,兩者背靠背排列在一個機箱內(nèi),其PCM通話CODEC由通訊處理器進行控制,Hi-Fi立體聲(AC 97或I2S)CODEC則由應(yīng)用處理器進行控制。然而,CODEC根本就不是為這類應(yīng)用設(shè)計的,幾乎很少或者根本就沒有為這兩個音頻子系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通做任何考慮。因此,工程師通常會在模擬信號路徑中插入一些分立的固態(tài)（solidstate）開關(guān),但是這也引入了噗噗聲、咔咔聲和諧波失真,并且占用PCB空間。
整合
顯然,為上述應(yīng)用量身定做一個整合方案是很受歡迎的。受系統(tǒng)級芯片(SoC)設(shè)計理念的啟發(fā),某些廠商已經(jīng)將立體聲DAC或CODEC集成到大規(guī)模集成電路中。然而,這類方式并不能實現(xiàn)專用音頻芯片所達到的音頻質(zhì)量。將電源管理IC和音頻IC組合在一起通常會折損音頻質(zhì)量,因為電源調(diào)節(jié)器通常會向附近的音頻信號路徑中引入噪音。
