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[導(dǎo)讀]   在移動(dòng)市場(chǎng),音頻保真度和功能不斷推動(dòng)創(chuàng)新,滿(mǎn)足聽(tīng)音樂(lè)、看電影或打電話需求。因此,半導(dǎo)體供應(yīng)商一直面臨挑戰(zhàn),需要?jiǎng)?chuàng)造音頻解決方案來(lái)滿(mǎn)足音頻端口和耳機(jī)的這些要求。本文將介紹一些新的解決方案,包括

  在移動(dòng)市場(chǎng),音頻保真度和功能不斷推動(dòng)創(chuàng)新,滿(mǎn)足聽(tīng)音樂(lè)、看電影或打電話需求。因此,半導(dǎo)體供應(yīng)商一直面臨挑戰(zhàn),需要?jiǎng)?chuàng)造音頻解決方案來(lái)滿(mǎn)足音頻端口和耳機(jī)的這些要求。本文將介紹一些新的解決方案,包括減少各種類(lèi)型的咔嚓聲和爆音并滿(mǎn)足耳機(jī)的不同世界標(biāo)準(zhǔn)。

  過(guò)去幾年,Bose、Sennheiser、UlTImate Ears、Monster和Harman Kardon等耳機(jī)制造商已與各大智能手機(jī)制造商(包括HTC、三星和蘋(píng)果)結(jié)成聯(lián)盟,屢推新品。產(chǎn)品多樣化已將過(guò)去的基本耳機(jī)擴(kuò)展為可幫助智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)接聽(tīng)電話、增加/減小音量、播放/暫停功能和麥克風(fēng)功能的耳機(jī)。

  下一代耳機(jī)現(xiàn)在包括可通過(guò)噪聲降低和消除等特性提高音頻保真度的有源驅(qū)動(dòng)裝置。智能手機(jī)制造商必須確保順暢自如的客戶(hù)體驗(yàn),允許各家供應(yīng)商出品的不同耳機(jī)用于每臺(tái)設(shè)備。為滿(mǎn)足這一客戶(hù)需求,制造商與半導(dǎo)體供應(yīng)商攜手合作,幫助應(yīng)用這些耳機(jī)附件。

  另一具挑戰(zhàn)性的方面是,不同的智能手機(jī)型號(hào)可能有完全不同的音頻編解碼器解決方案。例如,如果拆卸Samsung Galaxy SII GT-i9100智能手機(jī)的iSuppli和iFixit,您會(huì)發(fā)現(xiàn)一種類(lèi)型的音頻編解碼器,而在Samsung Galaxy S III中,您又會(huì)發(fā)現(xiàn)另一種音頻編解碼器。這兩種音頻編解碼器的特性各異,包括降噪、參數(shù)化均衡和集成耳機(jī)電容等。盡管這些是不同的音頻編解碼器設(shè)備,但其必須適用于所有之前的耳機(jī),且性能“相對(duì)”相同。因此,許多智能手機(jī)制造商必須采用補(bǔ)充音頻插孔檢測(cè)設(shè)備,允許使用音頻附件并保持相同的性能。

  從3.5mm音頻插孔和所附耳機(jī)的角度進(jìn)一步分析該問(wèn)題,顯然,用戶(hù)需要將非原配耳機(jī)或OEM耳機(jī)插入移動(dòng)設(shè)備。此時(shí),由于正在插入耳機(jī),耳機(jī)插頭的左側(cè)或右側(cè)接口上不能有任何信號(hào)瞬變。這會(huì)產(chǎn)生可聽(tīng)的咔嚓聲和爆音,也稱(chēng)為插入式咔嚓聲和爆音。一旦連接耳機(jī),在應(yīng)用合適的音頻和控制信號(hào)之前,手機(jī)必須執(zhí)行耳機(jī)檢測(cè)過(guò)程。檢測(cè)包括驗(yàn)證3極或4極耳機(jī)、有源或無(wú)源耳機(jī)以及GND和MIC插頭極性。在此特定檢測(cè)階段,不能有任何有聲咔嚓聲或爆音。確定插頭后,將通知音頻編解碼器或基帶,然后可向耳機(jī)應(yīng)用音頻和控制信號(hào)。在工作模式下,檢測(cè)模式不能降低音頻保真度。

  插頭插入和拔除

  插入或拔除音頻插頭時(shí),在兩個(gè)音頻放大器有效時(shí)由于存在MIC偏置可能導(dǎo)致爆音或咔嚓聲。這通常是由于不正確的隔離計(jì)時(shí)或偏置門(mén)控導(dǎo)致。插入或拔除插頭時(shí),端子刮過(guò)這些偏置,從而產(chǎn)生爆音和咔嚓聲。實(shí)施更先進(jìn)的插孔檢測(cè)電路可解決這兩個(gè)問(wèn)題。傳統(tǒng)插孔檢測(cè)電路在具有上拉電阻的插孔中使用N/O(常開(kāi))或N/C(常閉)機(jī)制開(kāi)關(guān)到基帶GPIO(通用輸入輸出)。例如,采用未插入插頭的N/O機(jī)制開(kāi)關(guān),邏輯電平為高電平;而當(dāng)插入插頭時(shí),接地路徑連接到上拉電阻,從而產(chǎn)生低邏輯電平。 為對(duì)此電路進(jìn)行去抖,使用并聯(lián)電容創(chuàng)建RC(電阻電容)電路。

  通常,此RC去抖時(shí)間約為500ms,而這正在問(wèn)題所在。設(shè)定的去抖時(shí)間不為緩慢插頭插入提供靈活性,并且插頭的去除去抖時(shí)間與插入計(jì)時(shí)相同。通常實(shí)施更先進(jìn)的檢測(cè)電路,如飛兆的FSA8008音頻插孔檢測(cè)和配置開(kāi)關(guān),可解決這些問(wèn)題。此器件在插孔的機(jī)械開(kāi)關(guān)和其他邏輯中使用0.5μA上拉電流源以解決這些問(wèn)題。在插入插頭的過(guò)程中,器件實(shí)施去抖邏輯,如果任何時(shí)候插孔檢測(cè)邏輯由于緩慢或部分插入而造成干擾,將重置去抖時(shí)間(見(jiàn)圖1)。在激活MIC偏壓和放大器之前,這可確保插頭完全插入。

  

  圖1 在由于緩慢/部分插頭插入造成干擾時(shí)插孔檢測(cè)重置去抖

  而且,F(xiàn)SA8008使用開(kāi)關(guān)隔離MIC偏壓,確保插孔上沒(méi)有MIC電勢(shì)直至完全插入插頭。插頭拔除時(shí)間與插入計(jì)時(shí)一樣重要。在這種情況下,拔除計(jì)時(shí)必須比插入時(shí)間快很多。 通過(guò)確定插孔的基準(zhǔn)特性,可確定所需的正確計(jì)時(shí)。例如,在拔除插頭時(shí),正確的插頭端子可連接到插孔的GND端子之前,我們確定一個(gè)插扎的特性所需的時(shí)間小于100us。

  對(duì)于額外容限,F(xiàn)SA8008實(shí)施30μs的拔除時(shí)間,使器件適用于許多插孔類(lèi)型。拔下插頭時(shí),插孔檢測(cè)觸發(fā)并且器件快速打開(kāi)MIC開(kāi)關(guān),隔離MIC偏壓并與基帶通信以禁用音頻放大器。通過(guò)實(shí)施更先進(jìn)的插孔檢測(cè)和門(mén)控或隔離,適時(shí)的MIC偏壓和音頻放大器可消除插頭插入和拔下產(chǎn)生的爆音和咔嚓聲。

  開(kāi)放移動(dòng)終端平臺(tái)(OMPTP)與 蜂窩電話產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)音頻插頭標(biāo)準(zhǔn)

  

  圖2 交叉開(kāi)關(guān)緩慢導(dǎo)通時(shí)間解決了咔嚓聲和爆音

  當(dāng)今耳機(jī)的一個(gè)主要趨勢(shì)是在OMTP(開(kāi)放移動(dòng)終端平臺(tái))和CT IA(蜂窩電話產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì))插頭標(biāo)準(zhǔn)之間的選擇。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)切換了第三個(gè)和第四個(gè)終端。為允許移動(dòng)設(shè)備采用任一標(biāo)準(zhǔn)操作,像飛兆的FSA8049器件等交叉開(kāi)關(guān)在插孔的M I C和G N D端子間路由是必需的。如果未實(shí)施緩慢導(dǎo)通時(shí)間,此解決方案可能導(dǎo)致爆音和咔嚓聲。在端子間切換時(shí),如果音頻放大器仍處于激活狀態(tài)并且接地,放大器將產(chǎn)生電流尖峰,從而使揚(yáng)聲器發(fā)出咔嚓聲和爆音。通過(guò)在開(kāi)關(guān)中實(shí)施緩慢導(dǎo)通時(shí)間,或使用具有可調(diào)導(dǎo)通時(shí)間的FSA8049交叉開(kāi)關(guān),揚(yáng)聲器上的d i/d t可能顯著降低,從而消除爆音和咔嚓聲。當(dāng)音頻插孔由兩個(gè)不同的源驅(qū)動(dòng)時(shí),可使用任何音頻插孔。激活開(kāi)關(guān)并且從源A切換至源B時(shí),如果信號(hào)不符,瞬變將導(dǎo)致有聲咔嚓聲和爆音。有方法可解決這種情況, 一種是在轉(zhuǎn)換前允許信號(hào)匹配的專(zhuān)有SignalWise TM技術(shù)。在圖2中,我們可以再次看到源A和B,但這次轉(zhuǎn)換是在其相等的情況下發(fā)生的,這就不會(huì)有瞬變導(dǎo)致咔嚓聲和爆音。

  結(jié)論

  隨著耳機(jī)制造商繼續(xù)將其產(chǎn)品推向全球,我們會(huì)不斷看到3.5m m插孔增加其他特性。插孔必須識(shí)別并適應(yīng)所有不同標(biāo)準(zhǔn)的市售附件以便提供一致的用戶(hù)體驗(yàn)。半導(dǎo)體供應(yīng)商創(chuàng)建了多種解決方案來(lái)處理咔嚓聲和爆音等問(wèn)題,以保持音頻保真度。

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