飛兆G類音頻放大器實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)功耗挑戰(zhàn)

　　“從今年參展的產(chǎn)品來看，便攜式領(lǐng)域的熱點(diǎn)當(dāng)屬智能手機(jī)和平板電腦。”飛兆半導(dǎo)體高級(jí)市場(chǎng)業(yè)務(wù)推廣經(jīng)理李文輝指出，“不過，隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)日益人性化，功能越來越豐富，耗電成為手機(jī)制造廠商面臨的主要難點(diǎn)。例如，如今的手機(jī)電池容量較過去增加了1倍，但是待機(jī)時(shí)間卻縮短了2-3倍。”

　　李文輝表示，“過去，我們的節(jié)能設(shè)計(jì)大部分集中在RF和功率放大器、多媒體應(yīng)用處理器以及LED背光這三個(gè)環(huán)節(jié)，但日益嚴(yán)苛的功耗需求使得音頻系統(tǒng)成為下一個(gè)節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)。”音頻部分的功率約占普通智能電話功率預(yù)算的12%左右，通過改善設(shè)計(jì)能夠有效地幫助提高音頻品質(zhì)并減小對(duì)電池壽命的影響。

　　因此，智能手機(jī)和平板電腦制造商對(duì)音頻IC供應(yīng)商提出了很高的期望：必須具有先進(jìn)的音頻處理能力，高性能升壓設(shè)計(jì)，節(jié)省成本的CSP封裝以及低功耗音頻 IC，才能夠同時(shí)滿足對(duì)于更清晰的音頻，更響亮的揚(yáng)聲器、小占位面積以及長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間的高要求。但是，更響亮的音頻通常會(huì)影響電池壽命和提高失真;延長(zhǎng)電池壽命通常會(huì)影響音量;失真控制則會(huì)影響音質(zhì)和電池壽命。飛兆半導(dǎo)體開發(fā)的帶有先進(jìn)的揚(yáng)聲器保護(hù)功能的升壓放大器，高級(jí)音頻處理技術(shù)、音頻編解碼器、封裝技術(shù)以及用G類放大器取代主流的AB類放大器，將能夠在三者之間取得很好的平衡。

　　從2009年收購一家便攜音頻公司至今，飛兆半導(dǎo)體不斷擴(kuò)展具備更高的輸出功率、動(dòng)態(tài)范圍壓縮、揚(yáng)聲器保護(hù)功能、信噪比改善、失真控制和功率管理的新型產(chǎn)品，通過提供差異化的增值便攜音頻產(chǎn)品來滿足消費(fèi)者的需求。

　　該公司最新推出的便攜音頻IC解決方案能夠讓小型揚(yáng)聲器更響亮、更清晰。這兩款新產(chǎn)品包括帶有集成降壓轉(zhuǎn)換器的FAB1200立體聲Class-G接地參考(ground-referenced)耳機(jī)放大器，以及帶有立體聲Class-G耳機(jī)放大器和1.2W Class-D單聲道揚(yáng)聲器放大器的FAB2200音頻子系統(tǒng)。李文輝指出，與傳統(tǒng)的AB類放大器相比，G類放大器的優(yōu)勢(shì)是能夠按音源的大小改變工作電壓，但其架構(gòu)復(fù)雜，進(jìn)行切換時(shí)的反應(yīng)速度以及如何防止干擾是關(guān)鍵問題。飛兆半導(dǎo)體的新產(chǎn)品采用其專有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速的兩路切換，其信噪比(SNR)為 106dB，電源抗干擾能力(PSR)為77dB(揚(yáng)聲器)和94dB(耳機(jī))，可達(dá)到堪比MP3的音頻效果，并在常見的音源大小范圍內(nèi)達(dá)到了優(yōu)于 Class-AB的效率。

　　圖1：飛兆半導(dǎo)體FAB1200立體聲Class-G耳機(jī)放大器/FAB2200 Class-G/Class-D音頻子系統(tǒng)。

　　FAB1200 的特性是帶有能夠生成負(fù)電源電壓的充電泵，可讓耳機(jī)以接地居中(ground-centered)輸出且無需電容器，可以省去多達(dá)兩個(gè)外部電容器。器件使用一個(gè)集成式感應(yīng)降壓調(diào)節(jié)器來直接連接電池，并基于輸出信號(hào)電平來調(diào)節(jié)兩個(gè)不同電平之間的供電電壓，從而降低功耗。該特性能夠有效降低系統(tǒng)成本并延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，同時(shí)維持高音頻質(zhì)量水平.

　　FAB2200是結(jié)合一個(gè)無電容器立體聲Class-G耳機(jī)放大器和一個(gè)Class-D 揚(yáng)聲器放大器的音頻子系統(tǒng)。這一解決方案采用專有的集成式充電泵生成多個(gè)供電軌，以提供接地居中的Class-G耳機(jī)輸出。相比Class-AB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，新產(chǎn)品能夠顯著降低功耗，同時(shí)提供高電源抑制比。

　　圖2：飛兆半導(dǎo)體在手機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域擁有悠久歷史。

　　無濾波器Class-D放大器可以直接連接至一個(gè)揚(yáng)聲器，省去兩個(gè)外部濾波器網(wǎng)絡(luò)，從而降低總體系統(tǒng)成本。該器件還具有自動(dòng)增益控制(AutomaTIc Gain Control, AGC)功能，可以限制揚(yáng)聲器的最大輸出電平以保護(hù)揚(yáng)聲器，防止引入失真。它還可在電池電壓下降時(shí)以動(dòng)態(tài)方式限制幅度。

　　圖3：FAB2200音頻子系統(tǒng)(耳機(jī)+揚(yáng)聲器放大器)框圖。

　　FAB1200 和 FAB2200便攜音頻IC能夠使得手機(jī)、平板電腦/ MID和其它便攜音頻應(yīng)用產(chǎn)品的音質(zhì)更響亮清晰，同時(shí)降低總體系統(tǒng)成本并最大限度地減小對(duì)電池運(yùn)行時(shí)間的影響。“我們的目標(biāo)是幫助手機(jī)供應(yīng)商改善耗電效率，并增加產(chǎn)品本身的功能。”據(jù)李文輝透露，在排名全球前五的手機(jī)廠商中，采用FAB2200的智能手機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)開始出貨，F(xiàn)AB1200也正在評(píng)估當(dāng)中。“我相信，在高端智能手機(jī)和平板電腦中，Class-G放大器將會(huì)成為市場(chǎng)主流，而在1500元以下的低端產(chǎn)品中，大多仍將采用Class-AB放大器。”他最后強(qiáng)調(diào)。

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