手机与PDA 之声频系统应用探微
手机与PDA 已能够提供各种不同娱乐功能,而消费者更希望其能够拥有立体声,甚至是3D 音效。因此厂商们皆尽量采用高度原音的声频系统,并使产品具备立体声喇叭放大器、不同的混音以及3D 强化立体声功能,同时在外型上也尽量轻薄小巧。本文将为读者深入探讨声频系统在手机与PDA 之应用与设计,以方便系统研发人员设计出适合消费者的产品。
音效在可携式电子产品上之要求,在早期只要输出功率够大,同时无噪声干扰即可,然而随着产品成熟度增加与MP3、MPEG4 等附加功能的需求而更显其重要性。现今消费者在手机与个人数字处理器(PDA)的音效要求已至立体声,甚至必须具备3D 音效。
本篇文章即是要探讨声频系统在手机与PDA 之应用与设计,让系统与研发人员设计出适合消费者的产品。
无线可携式电子产品应用之考虑因素
以下列出在选择声频功率放大器时必须考虑到的主要因素。
较高的电源电压抑制(Power Supply Rejection Ration;PSRR)
声频功率放大器必须具有较高的PSRR,可以避免受到电源与布线噪声的干扰。
快速的开关机(Fast turn on & off)
拥有较长的待机时间,为手机或PDA 之基本诉求,AB 类声频放大器的效率约为50 至60 %,D 类声频放大器的效率可达85 至90%,不管使用何种声频放大器,为了节省功率消耗,在不需要用到声频放大器时,均需进入待机状态,然而当一有声音出现时,声频放大器必须马上进入开机状态。
无「开关切换噪声」(Click & Pop)声
「开关切换噪声」声常出现于声频放大器进入开关机时,或是由待机回复至正常状态,甚至是217Hz 手机通信讯号时,手机或PDA 之使用者绝不会希望听到扰人的噪音,将「开关切换噪声」消除电路加入声频放大器的考虑中,为重要的必备条件。
较低之工作电压
为延长电池使用时间,更要求在低至1.8 伏特的条件下仍可进行作业。
低电流消耗与高效率
使用CMOS 制程之IC,可降低电流消耗,有时需选择D 类声频放大器,目的在延长手机或个人数字处理器之工作时间。
高输出功率
在相同工作电压下具有较高的输出功率,亦即输出讯号之摆幅越接近Vcc 与GND 时,其输出功率越高。
较小的封装(Micro SMD)
手机或个人数字处理器的外观越来越小巧,使得IC 封装技术越来越重要,Micro SMD 为现今较常用到的封装技术。
输出功率的计算
单端式(Single-end )放大器如(图一)所示,其增益为:(公式一) Gain=Rf/Ri Rf:回授阻抗Ri:输入阻抗
(图一) 单端式(Single-end) 放大器
由输出功率=(VRMS)2/Rload,VRMS=Vpeak /21/2,因此单端式(Single-end )放大器输出功率=(Vpeak)2/2Rload 。桥接式(BTL)放大器如(图二)所示,由两个单端式(Single-end )放大器以相差180
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