超便攜系統(tǒng)的音頻子系統(tǒng)設(shè)計要求
引言
超便攜系統(tǒng)的定義具備如下特性：1) 它是手持系統(tǒng);2) 它使用電池供電;3) 這些系統(tǒng)通�！翱梢耘宕鳌�,即使用者一般會隨身攜帶。常見的超便攜系統(tǒng)有PDA和蜂窩電話。
基礎(chǔ)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得市場上出現(xiàn)了諸多“功能復(fù)合型”裝置,集成了多種超便攜產(chǎn)品如PDA、移動電話、MP3播放器及數(shù)碼相機(jī)等。
音頻子系統(tǒng)概述
由于音頻子系統(tǒng)能為超便攜設(shè)備帶來高級功能,因此其設(shè)計在超便攜產(chǎn)品中非常重要。從蜂窩電話的基本單聲道輸出開始,音頻子系統(tǒng)需要為各種產(chǎn)品提供多種輸出類型,包括頭戴耳機(jī)的立體聲輸出 (用于播放音樂) 和移動電話操作的單聲道輸出,而且輸出的功率也有所不同。頭戴耳機(jī)的典型輸出功率需求在50～200mW之間,移動電話的單聲道輸出功率在300～600mW之間,揚(yáng)聲器電話的輸出功率為800～1200mW。采用功率放大器可實現(xiàn)輸出功率放大功能。本文將討論設(shè)計音頻子系統(tǒng)時所需考慮的問題,并重點介紹音頻放大器的性能,作為實現(xiàn)這些設(shè)計目標(biāo)的關(guān)鍵因素。
聲音質(zhì)量問題
聲音質(zhì)量是用戶界面的重要因素,我將在這里介紹一些可提高聲音質(zhì)量的音頻子系統(tǒng)的重要特性。其中,音頻放大器的作用是放大輸入信號,同時抑制噪聲。在放大器中,一個主要噪聲源是電源線路本身。通過電源抑制比 (PSRR),我們可以展示放大器如何放大輸入信號,并抑制電源線引入噪聲的性能。
隨著集成度不斷提高,電源電流的量級要求也日益增加。終端用戶希望能延長電池使用時間,即需要非常高效的DC-DC轉(zhuǎn)換過程、使用效率更高的開關(guān)穩(wěn)壓器。但是與線性穩(wěn)壓器相比,開關(guān)穩(wěn)壓器會在電源線中產(chǎn)生更多紋波。
在這種情況下放大器提供的PSRR指標(biāo)更加重要。放大器的PSRR越高,越有利于設(shè)計。PSRR的單位為分貝(dB),采用對數(shù)比例,這即是說,性能提高3dB,代表系數(shù)為2。舉例說,提供6dB更佳性能的放大器,其降噪性能將會提高4倍。
另一個關(guān)鍵設(shè)計因素是總諧波失真 (THD+N) 的程度。這是用于度量放大器真實再現(xiàn)放大的輸入信號的性能。THD+N越低,性能便越好。
圖1為飛兆半導(dǎo)體FAN7005的THD+N性能與同類器件比較,FAN7005提供相近或更佳的THD+N,而其功耗卻降低了38%。
延長電池使用時間
電池使用時間是超便攜系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要因素,一般蜂窩電話的電池容量為600maH(3.6V)。降低工作電流及待機(jī)電流可延長電池使用時間。盡管超便攜系統(tǒng)的功能增多了,但電池容量卻未能同步增長。因此,系統(tǒng)組件的節(jié)電功能變得非常重要。例如,在設(shè)計典型的蜂窩電話時,當(dāng)電池完全充滿時手機(jī)的待機(jī)時間一般為200小時,這表明單位電流消耗為600mAh/200h,即3mA。飛兆半導(dǎo)體器件能在待機(jī)模式時節(jié)省多達(dá)6μA的電流,使電
