安森美半導(dǎo)體的音頻放大器方案

　　耳機(jī)放大器性能要求及解決方案

　　智能手機(jī)用戶期望通過耳機(jī)欣賞具有高保真(Hi-Fi)品質(zhì)的音樂播放，這就要求耳機(jī)放大器具有低失真。由于耳機(jī)接近人耳，直接影響用戶的聽覺體驗(yàn)，故耳機(jī)放大器須無可聽噪聲，此特性對(duì)于耳機(jī)放大器的重要性比對(duì)于揚(yáng)聲器放大器的重要性更高。此外，耳機(jī)放大器也要求具有高能效，幫助延長(zhǎng)音樂播放時(shí)間。

　　為了滿足消費(fèi)者對(duì)耳機(jī)音頻質(zhì)量更高的要求，智能手機(jī)等便攜消費(fèi)類設(shè)備需要高質(zhì)量的立體聲耳機(jī)放大器。而設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)立體聲耳機(jī)放大器輸出段時(shí)，需要從電容耦合及真實(shí)接地(true ground)等不同選擇中選出更適合的方案。電容耦合方案的能效高，因?yàn)殡娫磧H為正輸出信號(hào)供電;但這種方案要使用大耦合電容(會(huì)滋生尺寸及成本問題)，而且低頻時(shí)聲音品質(zhì)較差。相比較而言，真實(shí)接地方案無須使用耦合電容，具有良好的低頻響應(yīng)性能，且耳機(jī)真接地配合使用常規(guī)轉(zhuǎn)換器，但真實(shí)接地結(jié)構(gòu)的能效不高?？偟膩砜?，真實(shí)接地方案提供更低失真及更小方案尺寸，重點(diǎn)是要提高能效，幫助延長(zhǎng)音頻播放時(shí)間。

　　對(duì)于耳機(jī)放大器而言，為了提供舒適的聽力水平，靜態(tài)功率(即靜態(tài)電流)就是其總體功耗的主要構(gòu)成部分。因此，將靜態(tài)電流降至最低對(duì)于提高耳機(jī)放大器的能效至關(guān)重要。NCP2815是安森美半導(dǎo)體推出的一款超低靜態(tài)電流(Iq)立體聲耳機(jī)放大器，提供1.8 mA的超低靜態(tài)電流，幫助延長(zhǎng)音頻播放時(shí)間。

　　這器件還提供高阻抗(High Z)輸出模式，支持音頻插孔的音頻輸入/輸出。NCP2815支持共模感測(cè)，能夠消除接地環(huán)路噪聲。這器件支持1.6 V至3.6 V的寬電源電壓，采用1.8 V電壓供電、負(fù)載為16 ?條件下的功耗僅為20 mW，總諧波失真加噪聲(THD + N)小于0.01%。NCP2815提供-100 dB的高電源抑制比，提供固定內(nèi)部增益(-1.5 V/V)或外部可調(diào)節(jié)增益，還提供爆破音(pop)和嘀嗒音(click)噪聲消除電路。1.2 mm x 1.6 mm的CSP封裝使NCP2815成為市場(chǎng)上同類器件尺寸最小的產(chǎn)品。

　　圖4：NCP2815“長(zhǎng)播放時(shí)間”立體聲耳機(jī)放大器框圖。

　　音頻子系統(tǒng)方案——高集成度的音頻管理集成電路

　　安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商，不僅推出上述獨(dú)立的高性能揚(yáng)聲器放大器及立體聲耳機(jī)放大器，也推出集成了立體聲耳機(jī)放大器、揚(yáng)聲器放大器及I2C控制的音頻子系統(tǒng)方案——音頻管理集成電路(AMIC)，在揚(yáng)聲器及耳機(jī)輸出的2路音頻輸入源之間提供靈活的布線及多工(muxing)，如NCP2704及NCP2705等。

　　圖5：音頻管理集成電路功能示意圖。

　　其中，NCP2704是一款帶斜坡控制的PWMD類音頻管理集成電器，幫助有效降低EMI。這器件提供完全可編程的自動(dòng)增益控制功能，確保提供極佳音頻輸出質(zhì)量并保護(hù)揚(yáng)聲器。NCP2704集成的耳機(jī)放大器具有超低靜態(tài)電流消耗特性，幫助延長(zhǎng)音頻播放時(shí)間。這器件還提供豐富的輸入/輸出多工控制，提高器件的靈活性。NCP2704集成的耳機(jī)放大器的THD+N值僅為0.02%，揚(yáng)聲器放大器則為0.042%;相應(yīng)的耳機(jī)放大器電源抑制比為-100 dB，揚(yáng)聲器放大器為-89 dB。NCP2704提供較寬且精確的增益選擇 (靜音及-60 dB至+12 dB)。