可自動(dòng)關(guān)斷的揚(yáng)聲器放大器，有效節(jié)省手機(jī)功耗

摘要：該電路在檢測(cè)到?jīng)]有音頻信號(hào)輸入時(shí)將自動(dòng)關(guān)閉揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器，以節(jié)省手機(jī)的電池能量。

圖1所示AutoShutdown電路介紹了電話通話時(shí)的瞬態(tài)特性，當(dāng)電路檢測(cè)到通話中斷時(shí)，就會(huì)將揚(yáng)聲器放大器置于低功耗關(guān)斷模式，以節(jié)省電池能量、延長(zhǎng)通話時(shí)間； 當(dāng)通話重新開始時(shí)，音頻功放會(huì)立刻啟動(dòng)，以免丟失語音信息。

圖1. 該電路在沒有音頻信號(hào)時(shí)，通過自動(dòng)關(guān)斷揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器來節(jié)省電池功耗。


手機(jī)電池的主要消耗在射頻功放和揚(yáng)聲器(AB類揚(yáng)聲器放大器)，理想情況下，以1W功率驅(qū)動(dòng)8Ω喇叭時(shí)消耗353mARMS的電流，在沒有音頻信號(hào)輸入時(shí)，也會(huì)消耗毫安級(jí)的電流?；谶@個(gè)原因，大部分揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)IC都有關(guān)斷模式，在不使用驅(qū)動(dòng)器時(shí)降低芯片的電流消耗。


電路的靜態(tài)電流和關(guān)斷模式下的電流有很大差別，以圖1中的U1為例，在沒有信號(hào)輸入時(shí)消耗5mA的靜態(tài)電流，而將U1置于關(guān)斷模式時(shí)，它僅僅消耗10nA電流。圖1中，當(dāng)輸入音頻信號(hào)按照定義的時(shí)間間隔低于預(yù)設(shè)門限時(shí)，整個(gè)電路的功耗可以由4.7mA降至22μA。


窗比較器(U2或U3)對(duì)輸入信號(hào)和與VCC成比例的預(yù)置參考電壓進(jìn)行比較。R6和R7將輸入的音頻信號(hào)偏置到比較器窗口的中點(diǎn)，VCC/2，R3至R5設(shè)置窗比較器的參考電壓，高、低門限按照下式計(jì)算：

設(shè)置一定的閾值之差(VHIGH - VLOW)是為了避免噪聲信號(hào)打開揚(yáng)聲器放大器。


比較器的漏極開路輸出連接到U1的SHDN輸入，當(dāng)音頻輸入的峰峰值超出由R3至R5設(shè)置的窗口范圍時(shí)，漏極開路輸出將自動(dòng)控制揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器打開，VSHDN電壓被拉至地電位(如圖2所示)。當(dāng)輸入音頻信號(hào)在窗口內(nèi)時(shí)，兩路輸出都會(huì)關(guān)斷，C6和上拉電阻R8會(huì)減緩VSHDN電壓上升到關(guān)斷U1的門限。

圖2. 當(dāng)輸入超出預(yù)設(shè)門限時(shí)，圖1中的關(guān)斷信號(hào)(VSHDN)被驅(qū)動(dòng)到低電平。 C6和R8產(chǎn)生的較大的時(shí)間常數(shù)可以避免不必要地通、斷音頻信號(hào)。



從關(guān)斷狀態(tài)喚醒非常迅速，因?yàn)镃6通過比較器的漏極開路輸出直接對(duì)地放電?？焖匍_啟能夠保證不會(huì)丟失語音信息(圖3)。

圖3. 輸入信號(hào)消失后，圖1所示揚(yáng)聲器將迅速關(guān)斷。


This design idea appeared in the April 18, 2005 issue of EE Times.

AutoShutdown是Maxim Integrated Products, Inc.的商標(biāo)。