可提高系统性能的无线音频系统实用设计方案
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:655
    
    
    传统的音频处理电路和设计方法已经不能满足当前手机用户更高的音频质量要求,而且存在的各种环境噪音以及手机的多媒体功能对音频系统的设计提出了更大的挑战。本文分析了传统音频电路的局限性,提出提高音频系统性能的方法,并介绍了几款实用的高性能电路设计。
    
    移动电话在增加了内置式数字照相机、可供下载的多音调振铃、java电子游戏、mp3播放、录音留言、卡拉ok及视频点播等先进功能之后,已不单只是一个简单的语音通信工具,移动电话已成为能提供个人多媒体娱乐的中心。
    
    由于音频系统是多媒体应用系统的一个重要组成部分,因此系统设计工程师很重视新一代移动设备音频系统的设计。如何将理想的音频系统成功融入系统设计之中是大部分工程师研发新产品时需要解决的一个重要问题,他们面对的挑战是如何确保音频产品表现最佳的音响效果,确保所设计的音频系统能够在已知的限制条件下,充分发挥其性能。
    
    
    
    音频系统设计中常见问题
    
    1. 电源噪音
    
    移动电话的电源是一个很大的噪音来源,因为:
    
    a. 射频信号的发射会产生高电流纹波,而gsm电话的电流纹波尤为显著,因为gsm电话的功率射频级按照4.615ms tdma制式工作,使供电线路出现频率为217hz人耳可察觉到的电流纹波;
    
    b. 为背光led、电致发光片(el)、闪光灯及电池管理系统供电的板上直流/直流转换器也会将高振幅的纹波噪音传入供电线路。
    
    2. 开关切换噪音
    
    每当电源进行开机/停机,或输入/输出耦合电容器进行充放电时,电路的不稳定工作会产生开关切换噪音。目前,普遍采用的先进节能程序经常关、启系统的未用部分,使开关切换噪音问题变得尤其严重。
    
    
    
    3. 开启及关闭时间
    
    音频功率放大器一向利用延迟开启及关闭功能以降低来自输入级的开关切换噪音。但对于部分应用来说,这样做可能会丢失一些数据或信息,例如电子游戏玩家都希望每次按键时音响系统会有即时响应。
    
    4. 不同信号的输入/输出
    
    输入信号可能来自多个不同的信源,包括来自基带处理器的单声道语音,来自mp3译码器的立体声信号,多音调音乐振铃和立体声fm电台的射频信号。
    
    此外,信号可能有多个不同的输出端口,其中包括单声道耳机/接收器,外置单声道或立体声扬声器,外置单声道或立体声耳机,专为汽车音响系统等外设而设的单声道输出。数字收音机或智能电话接收的信号有部分采用数字格式,例如脉冲编码调制(pcm)和i2s。
    
    是否可采用通用音频功率放大器?
    
    图1所示的通用音频功率放大器受设计的限制,无法在高电路噪音环境中工作。由于这类放大器的电源抑制比(psrr)可能不够高,无法抑制供电电路的高电流纹波干扰,令输出信号混杂了人耳可察觉到的噪音。
    
    此外,通用放大器的设计及测试基准均以1khz为参考频率。一些重要的参数,如电源抑制比对信号及噪音频率非常敏感。例如,开启时间若够长,通用音频放大器可以在1khz的噪音下提供高达48db的电源抑制比。噪音若只有217hz,其电源抑制比则会降至38db。
    
    提高旁路电容值便可改善电源抑制比,例如cb若提高至47uf,电源抑制比便可以在217hz的噪音下由38db提高至68db。但旁路电容值若果这么高,开启时间可能会长达几秒,且电容体积增大,这样做并不切实际。
    
    此时,我们需要采用专为无线通信系统设计的音频功率放大器
    
    
    传统的音频处理电路和设计方法已经不能满足当前手机用户更高的音频质量要求,而且存在的各种环境噪音以及手机的多媒体功能对音频系统的设计提出了更大的挑战。本文分析了传统音频电路的局限性,提出提高音频系统性能的方法,并介绍了几款实用的高性能电路设计。
    
    移动电话在增加了内置式数字照相机、可供下载的多音调振铃、java电子游戏、mp3播放、录音留言、卡拉ok及视频点播等先进功能之后,已不单只是一个简单的语音通信工具,移动电话已成为能提供个人多媒体娱乐的中心。
    
    由于音频系统是多媒体应用系统的一个重要组成部分,因此系统设计工程师很重视新一代移动设备音频系统的设计。如何将理想的音频系统成功融入系统设计之中是大部分工程师研发新产品时需要解决的一个重要问题,他们面对的挑战是如何确保音频产品表现最佳的音响效果,确保所设计的音频系统能够在已知的限制条件下,充分发挥其性能。
    
    
    
    音频系统设计中常见问题
    
    1. 电源噪音
    
    移动电话的电源是一个很大的噪音来源,因为:
    
    a. 射频信号的发射会产生高电流纹波,而gsm电话的电流纹波尤为显著,因为gsm电话的功率射频级按照4.615ms tdma制式工作,使供电线路出现频率为217hz人耳可察觉到的电流纹波;
    
    b. 为背光led、电致发光片(el)、闪光灯及电池管理系统供电的板上直流/直流转换器也会将高振幅的纹波噪音传入供电线路。
    
    2. 开关切换噪音
    
    每当电源进行开机/停机,或输入/输出耦合电容器进行充放电时,电路的不稳定工作会产生开关切换噪音。目前,普遍采用的先进节能程序经常关、启系统的未用部分,使开关切换噪音问题变得尤其严重。
    
    
    
    3. 开启及关闭时间
    
    音频功率放大器一向利用延迟开启及关闭功能以降低来自输入级的开关切换噪音。但对于部分应用来说,这样做可能会丢失一些数据或信息,例如电子游戏玩家都希望每次按键时音响系统会有即时响应。
    
    4. 不同信号的输入/输出
    
    输入信号可能来自多个不同的信源,包括来自基带处理器的单声道语音,来自mp3译码器的立体声信号,多音调音乐振铃和立体声fm电台的射频信号。
    
    此外,信号可能有多个不同的输出端口,其中包括单声道耳机/接收器,外置单声道或立体声扬声器,外置单声道或立体声耳机,专为汽车音响系统等外设而设的单声道输出。数字收音机或智能电话接收的信号有部分采用数字格式,例如脉冲编码调制(pcm)和i2s。
    
    是否可采用通用音频功率放大器?
    
    图1所示的通用音频功率放大器受设计的限制,无法在高电路噪音环境中工作。由于这类放大器的电源抑制比(psrr)可能不够高,无法抑制供电电路的高电流纹波干扰,令输出信号混杂了人耳可察觉到的噪音。
    
    此外,通用放大器的设计及测试基准均以1khz为参考频率。一些重要的参数,如电源抑制比对信号及噪音频率非常敏感。例如,开启时间若够长,通用音频放大器可以在1khz的噪音下提供高达48db的电源抑制比。噪音若只有217hz,其电源抑制比则会降至38db。
    
    提高旁路电容值便可改善电源抑制比,例如cb若提高至47uf,电源抑制比便可以在217hz的噪音下由38db提高至68db。但旁路电容值若果这么高,开启时间可能会长达几秒,且电容体积增大,这样做并不切实际。
    
    此时,我们需要采用专为无线通信系统设计的音频功率放大器
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