便攜式多媒體播放器音頻設(shè)計(jì)技巧

　　最近幾年，便攜式多媒體播放器已經(jīng)成為帶動(dòng)整個(gè)消費(fèi)電子走強(qiáng)的主力軍。雖然全球MP3市場(chǎng)增速放緩，但能提供高品質(zhì)音頻質(zhì)量的MP3依然是消費(fèi)者的心頭好。由此顯示消費(fèi)者已經(jīng)由單純追求播放能力變?yōu)樽非蟾咂焚|(zhì)體驗(yàn)。這也對(duì)開發(fā)便攜式多媒體播放器的設(shè)計(jì)工程師提出了新的挑戰(zhàn)。針對(duì)這個(gè)趨勢(shì)，在此，我們將一些精彩觀點(diǎn)摘出，以使更多的工程師受益。

　　一、怎樣處理輸入限幅？

　　工程師“小賴”碰到的一個(gè)設(shè)計(jì)難題是：目前，由于要適應(yīng)不同MP3，所以一般設(shè)計(jì)都把靈敏度做的比較高，但在大信號(hào)輸出設(shè)備（如IPOD）時(shí)在某些歌曲中卻又會(huì)因信號(hào)過大而使電池（諾基亞7210的電池）輸出電流太大而保護(hù)，針對(duì)這個(gè)問題該如何對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行限幅？

　　針對(duì)這個(gè)問題，嘉賓孔一星建議通過2個(gè)方法來解決：1、加一個(gè)電阻分壓器來限制最大輸入電平，但他指出這個(gè)方法對(duì)有多個(gè)輸入源的設(shè)計(jì)不好。2、加一個(gè)AGC電路來自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入電平。

　　但是工程師“石頭3”對(duì)增加AGC電路的方法提出質(zhì)疑，他指出：“采用ALC/AGC要小心設(shè)定控制范圍和啟動(dòng)、恢復(fù)時(shí)間。對(duì)于音樂信號(hào)，我是不太贊成用ALC/AGC，因?yàn)樗鼤?huì)縮小音樂的動(dòng)態(tài)范圍，改變音樂原本的意境。 如果可能，建議通過檢測(cè)最大音樂幅度來自動(dòng)設(shè)定數(shù)字電位器的衰減量，這樣經(jīng)過幾次“階躍”后，音樂就可以原汁原味地重放出來了。但是變化范圍一定要盡量小，所以首先做的是要廣泛測(cè)量音源電平。”并強(qiáng)調(diào)：“一定不要‘采用調(diào)節(jié)電池保護(hù)電流的方法’！這樣會(huì)出現(xiàn)破音。”

　　工程師“朱一波”表示：“如果要兼容絕大多數(shù)的音頻播放器，最好的辦法就是做DC-DC提高放大器的供電電壓，然后把放大器的增益設(shè)大，這樣無論小幅信號(hào)還是大幅信號(hào)，都能得到很不錯(cuò)的還原，而且不失真。”

　　最后，“小賴”采用了AGC電路的方法，但是最大音量時(shí)失真有點(diǎn)大，只好由用戶自己把音量調(diào)小來完成調(diào)節(jié)，顯然，這個(gè)方案還不夠完美，在此，我們也希望有經(jīng)驗(yàn)的工程師貢獻(xiàn)更好的解決辦法。

　　二、關(guān)于待機(jī)中的雜音去除

　　工程師“三只耳”遇到的難題是和TPA1517 音頻功率放大器有關(guān)，他說每當(dāng)從待機(jī)模式退出時(shí)總會(huì)聽到一些雜音，請(qǐng)問該去除這樣的雜音？

　　對(duì)此，嘉賓指出：“雜音產(chǎn)品的原因很多，建議從三點(diǎn)來解決這個(gè)問題：1、檢查硬件設(shè)計(jì)，這可能和PCB設(shè)計(jì)和地線有關(guān)系。不好的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致電容耦合并將反饋送到揚(yáng)聲器。2、在下電前TPA1517 的混頻器要關(guān)掉。3、增加一個(gè)開關(guān)把揚(yáng)聲器和電路隔離開。

　　三、音頻設(shè)計(jì)如何入手？

　　其實(shí)，對(duì)很多剛?cè)腴T的工程師來說，他們可能僅僅知道要把一個(gè)信號(hào)去實(shí)現(xiàn)放大，但是在具體的設(shè)計(jì)中他們面臨一連串的問題，例如音頻設(shè)計(jì)如何入門，如何去做設(shè)計(jì)？應(yīng)注意哪些關(guān)鍵點(diǎn)等等，針對(duì)這個(gè)問題，很多資深工程師提出了寶貴建議。

　　工程師“趙玉忠”提出了音頻設(shè)計(jì)的5步法：1、首先確定電壓放大倍數(shù)，再確定電流放大

　　倍數(shù)，最后即可達(dá)到輸出功率要求； 2、確定用分立元件還是集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)；

　　3、考慮好各級(jí)輸入阻抗匹配及靜態(tài)工作點(diǎn)； 4、計(jì)劃好最大失真度，平坦度，帶寬；

　　5、設(shè)計(jì)好反饋電路、輸出保護(hù)電路、溫度保護(hù)電路。

　　工程師“張?jiān)S峰”的策略簡(jiǎn)單而明確：1、從音源到音頻輸出，信號(hào)的放大級(jí)數(shù)做到最少。

　　2、信號(hào)流程從小到大，不交叉不倒流，注意接地 。

　　3、選用錢貴的器件。

　　工程師“朱先生”指出：“音頻放大電路設(shè)計(jì)其實(shí)很簡(jiǎn)單，有電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)就差不多了，但要做好還需要電磁兼容性方面的知識(shí)，如果要做到極致那就還需要器件、材料、生產(chǎn)工藝等方面的知識(shí)了。”所以，一個(gè)小小的設(shè)計(jì)往往融合了工程師多種知識(shí)以及個(gè)人的智慧，要使一個(gè)設(shè)計(jì)完美就必須掌握多方面跨學(xué)科的知識(shí)。

　　四、關(guān)于揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的接法

　　工程師“joos”遇到的問題是關(guān)于揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的接法，其要求差分的輸入和輸出。因?yàn)閾P(yáng)聲器和麥克風(fēng)上也都是兩線，該如何接揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)？

　　對(duì)此，工程師“James Bai”指出：“這里的差分接法就是，揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的N端/P端分別接到差分的兩路輸入的+/-或者兩路輸出端的+/-，與此對(duì)應(yīng)的單端連接就是P端接到一路輸入或輸出，N和另一路輸入或者輸出接地。至于揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)應(yīng)側(cè)重考慮輸出功率和阻抗的匹配。”

　　在論壇中，工程師們還就左右聲道的隔離、E類音頻放大器的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了討論，有興趣的朋友可以登陸媒體播放器網(wǎng)站獲得相關(guān)信息。