音頻系統(tǒng)在手機與PDA中的應用與探討

　　輸入與輸出耦合電容值的選擇

　　如圖1，輸入電阻與輸入耦合電容形成一個高通濾波器，如欲得到較低的頻率響應，則需選擇較大的電容值，關系可用以下公示表示。

　　fC = 1/2 (RI)(CI)

　　fC：高通濾波截止頻率，RI：輸入電阻

　　CI：輸入耦合電容值，此電容用來阻隔直流電壓并且將輸入信號耦合至放大器的輸入端。

　　在移動通信系統(tǒng)中，由于體積的限制，即使使用較大的輸入耦合電容值，揚聲器通常也無法顯示出50Hz以下的頻率響應。因此，假設輸入電阻為20K ，只需輸入耦合電容值大于0.19 F即可。在此狀況下，0.22 F 是最適當選擇。

　　就輸出耦合電容值的設定而言，同圖1中，如欲得到較佳的頻率響應，電容值亦需選擇較大的容值，關系可用以下公式表示：

　　fC=1/2(RL)(CO)

　　fC：高通濾波截止頻率，RL：喇叭(耳機)的電阻，CO：輸出耦合電容值

　　例如，當使用32 的耳機，如希望得到50Hz 的頻率響應時，則需選擇99 F的輸出耦合電容值。在此狀況下，100 F是最適當選擇。

　　散熱(Thermal)考慮

　　在設計單端式(Single-end)放大器或是橋接式(BTL)放大器時，功率消耗是主要考慮因素之一，增加輸出功率至負載，內部功率消耗亦跟著增加。

　　橋接式(BTL)放大器的功率消耗可用以下公式表示:

　　PDMAX_BTL= 4(VDD)2/(2 2RL)

　　VDD：加于橋接式(BTL)放大器的電源電壓，RL ：負載電阻

　　例如，當VDD=5V，RL=8 時，橋接式放大器的功率消耗為634mW。如負載電阻改成32 時，其內部功率消耗降低至158mW。

　　而單端式(Single-end)放大器的功率消耗可用以下公式表示：

　　PDMAX_SE= (VDD)2/(2 2RL)

　　VDD：加于單端式(Single-end)放大器的電源電壓，RL：負載電阻，亦即單端式放大器的功率消耗僅為橋接式放大器的四分之一。所有的功率消耗加起來除以IC的熱阻( JA)即是溫升。

　　布線(Layout) 考慮

　　設計人員在布線上，有一些基本方針必須加以遵守，例如

　　1）所有信號線盡可能單點接地。

　　2）為避免兩信號互相干擾，應避免平行走線，而以90 跨過方式布線。

　　3）數(shù)字電源，接地應和模擬電源分開。

　　4）高速數(shù)字信號走線應遠離模擬信號走線，也不可置于模擬元件下方。

　　3D增強立體聲的應用

　　大部分人認為，“3D音效”既不是單聲道，也不是雙聲道，它是一種音頻的處理技術，使聆聽者在非實際的環(huán)境下，感覺到發(fā)出聲音的地點，這就必須非常講究揚聲器(喇叭)的放置位置與數(shù)目。但是在手機與個人數(shù)字助理中，無法放置如此多的揚聲器，因此發(fā)展出以兩個揚聲器加上運用硬件或軟件的方式來模擬“3D音效”，就是所謂的“3D增強立體聲音效”(3D Enhancement) 。

　　圖3為3D增強立體聲的音頻次系統(tǒng)方塊圖，用于立體聲手機或個人數(shù)字助理中，此音頻次系統(tǒng)由下列幾個部份組成：

　　1）后級放大器部分，包括一個立體聲揚聲器(喇叭)驅動器，一個立體聲耳機驅動器，一個單聲道耳機放大器 (earpiece)和一個用于免提聽筒的線路輸出 (line out) (例如汽車的免提聽筒電話輸出)。

　　2）音量控制，可提供分為 32 級的音量控制，而且左、右及單聲道的音量均可獨立控制。