現(xiàn)在市場上以Walkman手機(jī)作為代表的多媒體手機(jī)，正受到消費(fèi)者的青睞。手機(jī)和PMP的多媒體性能不斷加強(qiáng)，功能日漸豐富，從而對音視頻的要求不斷提高。針對這個(gè)趨勢和蓬勃興起的市場，傳統(tǒng)的高品質(zhì)音頻方案提供商Wolfson Microelectronics(歐勝微電子)推出了新的音頻Codec－WM8960和WM8985。這兩款芯片將D類放大器技術(shù)帶到了便攜式產(chǎn)品中，并保持了聲音的高品質(zhì)，并且特別針對手機(jī)等無線應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，因此也預(yù)示著歐勝正將市場戰(zhàn)略重點(diǎn)從過去的音樂播放設(shè)備，轉(zhuǎn)移到多媒體手機(jī)和便攜媒體播放器(PMP)。
該公司營銷副總裁兼消費(fèi)音頻業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Julian Hayes表示，歐勝的技術(shù)優(yōu)勢在于混合信號設(shè)計(jì)，一向以其高品質(zhì)的音頻芯片和低功耗性能享譽(yù)業(yè)界。的確，該公司的各種音頻器件已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多世界頂級消費(fèi)產(chǎn)品中，包括蘋果電腦的iPod、艾利和的H10、索尼的PSP、微軟的XBOX360和三星的多款高性能手機(jī)。
他還指出，歐勝的市場策略就是針對世界的不同地方、不同的細(xì)分市場推出滿足用戶需求的產(chǎn)品，至于歐勝的技術(shù)策略，那就是專注于混合信號設(shè)計(jì)，未來還會(huì)將電源管理技術(shù)集成到芯片中。
“歐勝的音頻產(chǎn)品定位于為在數(shù)字信號處理和真實(shí)的模擬世界之間建立溝通的橋梁，給那些提供高品質(zhì)音頻功能的多媒體設(shè)備提供解決方案。”Hayes說。
隨著在線多媒體內(nèi)容的豐富和未來手機(jī)電視的興起，手機(jī)對于音視頻的要求會(huì)不斷提高，因此推動(dòng)了對高品質(zhì)聲音的需求。歐勝把高保真的音響質(zhì)量應(yīng)用到電話中，并且為了更低功耗采用了D類技術(shù)。D類放大技術(shù)能夠高效的輸出功率，因此能實(shí)現(xiàn)更長的電池壽命。歐勝很好地利用了D類放大技術(shù)，但在音頻質(zhì)量上沒有“打折扣”。
效率驅(qū)動(dòng)立體聲揚(yáng)聲器
該公司的WM8960在芯片內(nèi)同時(shí)集成了音頻Codec和D類放大器，可以高效率地驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。該芯片能夠達(dá)到單獨(dú)采用D類放大器和音頻Codec相同的性能，但是集成后的成本更低。Hayes聲稱，現(xiàn)在有一些公司能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的聲音，還有一些公司能夠保持低功耗，但是成功地結(jié)合這兩者非常困難，而這正是歐勝的優(yōu)勢所在。
WM8960 的D 類立體聲揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器能夠持續(xù)提供高達(dá)1W的功率，并免除了外部的濾波器件，縮小了PCB面積。同時(shí)還有與DAC同步時(shí)鐘的特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)低噪音以及噼啪聲和咔嚓聲抑制，
在負(fù)載為8歐姆時(shí)的信噪比為 90dB。為了實(shí)現(xiàn)最高輸出功率，可以采用BTL方式驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。在5V電源時(shí)，每聲道輸出達(dá)到了1W(1%總諧波失真)；3.3V電源時(shí)每聲道輸出為500mW(0.02%總諧波失真)。
這款芯片之所以能實(shí)現(xiàn)很好的總諧波失真，是因?yàn)闅W勝在芯片內(nèi)部有效地將音頻Codec和D類放大器電路相互隔離。另外，時(shí)鐘對于聲音品質(zhì)非常重要，歐勝運(yùn)用獨(dú)特的技術(shù)使得音頻DAC的時(shí)鐘和PWM時(shí)鐘之間的相互影響最小化。
WM8960耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器仍采用AB類放大，支持無電容器模式。WM8960在回放模式下的功耗僅為10mW，使之成為同類產(chǎn)品中功耗最低的器件之一。它還針對無線應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，電源供應(yīng)抑制比(PSRR)為72db@217Hz。
對于WM8960在手機(jī)中應(yīng)用帶來的好處，Hayes指出：“揚(yáng)聲器的線圈越多，靈敏度就越高。在手機(jī)中，揚(yáng)聲器的體積受到限制，往往很薄并且體積很小，線圈數(shù)量不多，靈敏度因此降低。而D類放大能輸出很高的功率，因此非常適合在手機(jī)中應(yīng)用。”
“對于需要高品質(zhì)聲音和高效率、高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)立體聲揚(yáng)聲器的應(yīng)用，WM8960是最好的選擇。”Hayes總結(jié)WM8960的特點(diǎn)時(shí)說。
自由切換AB類與D類工作模式
WM8985的特點(diǎn)則是可以在AB類工作模式和D類工作模式間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換，據(jù)稱是世界上首款能實(shí)現(xiàn)該功能的芯片。在沒有射頻發(fā)射/傳輸?shù)臅r(shí)候，運(yùn)行D類模式；在射頻發(fā)射/傳輸?shù)臅r(shí)候，運(yùn)行AB類模式，從而為設(shè)計(jì)師提供了靈活性。而D類的效率比AB類效率高的多，因此電池能使用更長的時(shí)間。用戶可以在聽音樂時(shí)使用D類方式；在打電話時(shí)，使用AB類方式。
WM8985帶有兩對耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器以支持一個(gè)音頻播放器上的兩個(gè)用戶。一個(gè)集成的鎖相環(huán)支持從9到27MHz的輸入時(shí)鐘。在D類模式下，32歐姆、3.3V和20mW輸出功率時(shí)的總諧波失真為 -72dB(0.025%)。額定電源供應(yīng)抑制比(PSRR)為-70dB。
當(dāng)從AB類切換到D類時(shí)，耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器功耗降低達(dá)50%。
“WM8985的目標(biāo)市場和WM8960相同，但在應(yīng)用上有稍許的不同。在一個(gè)復(fù)雜的便攜式多媒體設(shè)備中，充滿了噪聲。設(shè)備中的微處理器時(shí)鐘、顯示驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘、音頻時(shí)鐘、視頻時(shí)鐘等，會(huì)到處傳播(thrashing around)，制造出大量的電磁噪聲。而D類放大器技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生較大噪聲。業(yè)界希望盡量減小D類放大器的噪聲，但很難做到足夠好的程度，因?yàn)楹茈y準(zhǔn)確地仿真或預(yù)測D類放大器的噪聲對設(shè)備的影響。這時(shí)換個(gè)思路，D類方式不行，那如果切換到AB類方式工作，就能解決這個(gè)問題。這款芯片能夠在D類和AB類之間切換。我們認(rèn)為這對客戶很有價(jià)值。只需要簡單的對設(shè)備編程，設(shè)置寄存器的相應(yīng)位，就可以在兩種方式間實(shí)時(shí)地切換，而不會(huì)對聲音質(zhì)量造成影響。”Hayes分析道。
他進(jìn)一步解釋說，這個(gè)器件相比WM8960，沒有集成揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)，只有耳機(jī)驅(qū)動(dòng)。對于沒有整合高音量揚(yáng)聲器的便攜產(chǎn)品，如MP3播放器和某些需要高品質(zhì)回放MP3音樂的多媒體手機(jī)，WM8985是理想的選擇。這個(gè)芯片能理想的實(shí)現(xiàn)客戶的需求，可以很好地與基帶芯片接口。
混音模式應(yīng)用情景
Hayes還介紹了新芯片具有的一個(gè)非常有趣的混音模式，并描述了可能的應(yīng)用情景。
使用情景1：當(dāng)用戶正在聽MP3音樂的時(shí)候，語音呼叫被啟動(dòng)，鈴聲能夠被混合和輸出到立體聲耳機(jī)中；一旦接聽語音呼叫，接收到的語音信號被混合和傳輸?shù)搅Ⅲw聲耳機(jī)中輸出，而麥克風(fēng)的輸入通過差分輸出被傳送到基帶。
使用情景2: 當(dāng)用戶正在收聽MP3卡拉OK音樂時(shí)，用戶可以同時(shí)演唱，其歌聲通過全面混音在耳機(jī)中播放。該模式在有語音呼叫時(shí)也能被啟動(dòng)，使接聽者能夠聽到音樂和自己的歌聲，并且支持全部卡拉OK錄音；卡拉OK錄音能夠采用I2S格式保存，還可以在一個(gè)典型的3G應(yīng)用中通過彩信或電子郵件傳送。
Hayes說：“根據(jù)需要可以自動(dòng)和/或手動(dòng)的方式在AB類和D類間切換。并且很難覺察到音質(zhì)上的差異。我們在今年的CES和Cebit上試驗(yàn)過，詢問使用者更喜歡哪種模式，答案是一半對一半。用戶實(shí)際使用時(shí)，可以很容易的在兩種模式間切換，選擇自己喜歡的模式。”
偏好分離式音頻方案
當(dāng)問到相比市場上存在的用單個(gè)SoC處理所有功能的解決方案，歐勝采用專用的數(shù)字信號處理與混合信號處理分離的芯片解決方案有什么優(yōu)勢時(shí)，Hayes從以下三方面進(jìn)行了比較：
1. 單SoC方案設(shè)計(jì)困難重重，常常導(dǎo)致延誤，落后于市場的需求。而專用的分離方案靈活性很高，能快速響應(yīng)市場的變化，并且數(shù)字產(chǎn)品的成本更容易下降。
2. 歐勝認(rèn)為單SoC方案會(huì)導(dǎo)致音質(zhì)上的損失。而專用的混合信號處理和數(shù)字信號處理分離的方式能保持更好的音質(zhì)。
3. 為了追求產(chǎn)品的差異化和突出自身產(chǎn)品的優(yōu)勢，采用專用的分離方案設(shè)計(jì)是最好的選擇。
Hayes認(rèn)為，今后這兩種解決方式還會(huì)共存，具體選擇哪一種，要看應(yīng)用的需求。如果要價(jià)格最低，而不考慮音質(zhì)和功能，就選擇單芯片SoC方案；要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，保證高質(zhì)量的音質(zhì)和性能，需要專用的分離方案才能夠?qū)崿F(xiàn)。
“設(shè)計(jì)一個(gè)音頻產(chǎn)品，聽起來似乎很容易，但做好非常困難。我們已經(jīng)在中國的深圳和上海建立了銷售和技術(shù)支持辦公室。辦公室里有實(shí)驗(yàn)室，可以提供測試設(shè)備，能幫助中國的工程師解決設(shè)計(jì)中的問題。我們意識(shí)到只有好的產(chǎn)品、好的價(jià)格和好的支持三者結(jié)合才是成功的關(guān)鍵。擁有最好的技術(shù)但支持不好，也不會(huì)取得成功。”他指出，“中國公司應(yīng)該具有創(chuàng)新意識(shí)，給產(chǎn)品增加高附加值，一味的追求低價(jià)格不是長久成功之道。
不過，他也坦言，歐勝現(xiàn)在中國只有幾個(gè)人，所以還不能全面地對中國的客戶進(jìn)行銷售和支持，這對公司是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
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圖2：典型的多媒體電話架構(gòu)
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圖1：WM8960在一個(gè)典型系統(tǒng)中的應(yīng)用
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