混合信号音频子系统实现便携式产品高性能音频

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1、混合信号音频子系统实现便携式产品高性能音频混合信号音频子系统实现便携式产品高性能音频摘要：个人移动设备中的音频系统能够将多种功能集成为一体，不过由于选择众多，满足这些需求比较困难。一种有效的解决方案是使用音频子系统，该子系统可以使系统便捷五连并且提供出色的音频性能。性能改善的主要领域是扬声器的输出功率、电源抑制和高动态范围编解码器。关键词：混合信号；音频；子系统；便携式；路由引言功能手机、智能手机、PDA以及其它许多手机派生产品正在取代许多便携式电子设备的地位。这种功能融合，在减少消费者携带设备数量的同时，扩大对系统的音频要求，并增加了设计人员解决音频难题的

2、负担。随着音频需求的增加，系统设计人员可以选择使用分立音频功能模块的方法。然而，在混合信号系统中采用这种方法是多线作战。在数字领域，提供多种采样率、格式和数字式电平会使复杂性呈指数级增长。在模拟领域，信号偏置于不同的电平水准，同时需要混合和切换、放大和衰减，且容易拾取噪音。事实上，目前便携式媒体设备具有10～20条不同的音频信号路径非常普遍。在这种迷宫中找到一条道路是一项艰巨的任务。混合信号子系统通过集成多种有效要素，帮助解决这类问题。信号路由混合信号子系统的最显著的特点是它能够将许多信号路由到多个地方。凭借使用路由信号，便携式媒体设备或手机能够执行许多任务

3、。混合信号音频子系统的示例如图1所示。.L)数字信号需要连接到数模转换器(DAC)，继而连接到耳机放大器供耳机使用。同一耳机放大器也适用于数字音频播放器，这是一个I2s数据流，通过DAC播放然后连接到耳机。具有双数字音频端口的混合信号子系统可以轻松完成此任务。具备多路复用能力的混合信号音频子系统的男一个优点是能够处理模拟FM收音机信号。虽然调频收音机信号电平通常是受到控制的，但它们常常超出规格。这些超出规格的电平通常比预期大得多，这可能会导致扬声器损坏。混合信号音频子系统可以将FM信号数字化。使用DsP从而提供自动电平控制(ALC)和均衡，然后转换回模拟信号

4、以便放大给扬声器或耳机。此外，混合信号子系统可以将数字化的信号传递给基带处理器，以便进行更多DSP处理。除了音频路由和处理之外，混合信号子系统还可以混合多个音频流。通过将来自麦克风的信号混合到耳机中，由此产生侧音。同样，可以在听音乐的同时播放铃声，而无需使音乐静音。拥有两个数字音频端口可以使混合信号音频予系统成为在系统内连接数字音频的强大工具。例如，I2s数字音频流可转换为PCM并发送到基带。或者，可以使用相同方法将48kHz的I2S接口数据流转换为44.1kHz信号。受益于双数字音频端口和采样率转换的一种应用是蓝牙桥。混合信号音频子系统提供从蓝牙收发器到基

5、带的连接桥。如果需要，可以执行采样率转换，以及数字均衡。这种连接的示例如图2所示。通过混合信号音频子系统连接到蓝牙收发器使许多案例成为可能。显然，电话机能够处理双向语音。蓝牙收到的音频信号能够发送到扬声器或耳机中。FM收音机信号在混合信号子系统中进行数字化并发送到蓝牙耳机。基带处理器可以将来自闪存的数字音频通过混合信号子系统发送到耳机或放大器，如具有蓝牙功能且能够帮助实现汽车中立体声效果的扩充口或耳机。D类输出功率D类扬声器放大器凭借其高效率正在成为智能手机和多功能手机的业界标准。D类放大器的优势在于输出功率。高输出功率的D类放大器能够实现手机扬声器达到响亮

6、清晰的水准。在环境噪音较大的区域(如火车站和机场)，通常需要迅速分辨铃声。功能手机或智能手机也常常用于媒体资源共享。比如，与朋友分享一首歌或与同事共享信息。混合信号音频子系统拥有高功率的D类放大器。例如，LM49352通常可用4.2v信号将970mPS)高效提供多种电源电压。除了SMPS电源产出高频噪音之外，手机本身也会借助KF功率放大器(PA)循环供电。这种PA循环频率发生在音频频带中，通常为217Hz。所有这些噪音源会降低手机的音频质量，有时会非常严重。混合信号音频子系统中一个最主要的特性是对这些噪音具有高抵抗力。混合信号音频子系统的电源抑制比(PSRR

7、)可达90dB或更高，最大限度地减少了这些来源导致的任何噪音。例如，混合信号音频子系统LM49350的耳机放大器的PsRR测试结果表明，该器件在217Hz时的PSRR为95dB，且在较高频率区域的保持高音频质量。高PsRR对系统具有巨大的价值。混合信号音频子系统的模拟电源可以直接连接到电池，源自SMPS的数字电源可用于产生其它数字核心电压。由于混合信号音频子系统本身能抑制噪音，因此不需要额外的低压降稳压器(LDO)或被动式滤波器来消除噪音。单独的耳机电源几乎所有便携式媒体设备具有的通用功能是其立体声耳机连接。与耳机的连接一般采用标准的3.5mm插孔、专用连接

8、器或迷你USB接口的变形。在所有这些情况下，耳机阻抗