蜂窩手機音頻架構(gòu)的未來發(fā)展趨勢

1、蜂窩手機音頻架構(gòu)的未來發(fā)展趨勢在向?qū)磉M展的進程中， 蜂窩手機已經(jīng)逐步演化成為一種多通道、多媒體信息終端，對音頻的需求也在基本的雙向語音通信基礎(chǔ)上發(fā)生著巨大的變幻。音頻信號以模擬和多種數(shù)字格式的形式存在，并被傳輸至多種類型的模擬和數(shù)字輸出器件。供蜂窩手機用法的信號通路可以是模擬、數(shù)字，或者二者兼而有之，這取決于處理器芯片上是否含有麥克風和耳機所需的編以及小信號。而處理器的創(chuàng)造工藝正在向更小尺寸、更高器件密度和更低工作進展。數(shù)字音頻接口在尺寸更小的處理器上構(gòu)架任何都將造成性能損失，例如會降低輸出功率和信噪比( snr)。因此，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和放大器功能應該從處理器中分別出去，代之以一個或多個數(shù)字接口來

2、銜接外部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器功能，這些功能可以由分立器件提供，也可以包含在音頻子系統(tǒng)中。表1是目前一些聞名的數(shù)字音頻接口，以及它們用于蜂窩手機時的優(yōu)缺點比較。上述每個接口都有不同的信號特點，因此必需在蜂窩手機內(nèi)舉行不同處理。而現(xiàn)有蜂窩手機已經(jīng)用法的音頻控制接口包括i(sup/)2(/sup)c、spi等。其中，i(sup/)2(/sup)c(內(nèi)置)總線是蜂窩手機中最常用的控制總線，這是一種多主機、多從機2線雙向串行接口，活動線路、串行數(shù)據(jù)和串行時鐘(sda和scl)都是雙向的。銜接到i(sup/)2(/sup)c總線的最大設備量需要滿足線上最大允許(400pf)以及127個設備地址的要求。目前

3、有兩種形式的i(sup/)2(/sup)c，“標準”(100kbps)和“迅速”(400kbps)。按照初始規(guī)定，i(sup/)2(/sup)c信號特征與5伏直流電源電壓相關(guān)，高、低電平規(guī)律閾值是vcc的函數(shù)，而不是固定值。隨著cpu的工藝尺寸變小、電源電壓和規(guī)律電平下降，目前有多個版本的i2c可以在低于5v直流電源電壓的條件下工作。特殊是3.3vcc，其規(guī)律閾值固定在特別值上，從而能夠與電源電壓低至1.8vcc的處理器發(fā)出的數(shù)字控制信號協(xié)作工作。將來蜂窩手機將展現(xiàn)的新型音頻架構(gòu)蜂窩手機具有一個通信處理器和一個應用處理器，每個處理器用于實現(xiàn)上述全部音頻功能。然而，這種集成全部可能的控制、數(shù)據(jù)接

4、口、音頻格式挑選的情況導致了蜂窩手機中數(shù)字音頻高度分立的架構(gòu)。為了協(xié)助減輕架構(gòu)上的障礙、提高效率，多個蜂窩手機公司成立了移動行業(yè)處理器接口聯(lián)盟( mipi)以規(guī)劃下一代手持設備的設計，該聯(lián)盟將為手持設備中的包括音頻在內(nèi)的各種不同功能制定接口標準。但是在mipi推出統(tǒng)一標準之前，將來蜂窩手機將展現(xiàn)出如下的新型音頻架構(gòu)。f1: 將來蜂窩手機的新型音頻架構(gòu)與模擬麥克風相比，數(shù)字麥克風可以提供更好的信噪比以及更好抗rf和emi干擾能力。在 數(shù)字麥克風或傳統(tǒng)的駐極體電容麥克風之后，尾隨一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，將在給定的采樣速率輸出條件下挺直向新總線提供音頻采樣。數(shù)字麥克風的數(shù)據(jù)可以越發(fā)挺直由蜂窩手機cp

5、u軟件控制，以提供多種語音處理功能。另一路數(shù)字麥克風可以很簡單地附于總線中，以實現(xiàn)立體聲錄音，或作為麥克風陣列的一部分實現(xiàn)噪聲抑制或定向成形技術(shù)，以增加轉(zhuǎn)換收聽端的語音智能。為了削減內(nèi)部熱量、延伸電池壽命，符合規(guī)律的改進是采納數(shù)字輸入、d類放大器，并挺直在揚聲器處舉行終于的模擬轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在這些挺直連到總線結(jié)構(gòu)上，不需要到揚聲器的模擬銜接，即可在板上將總線安裝到揚聲器安裝區(qū)域。數(shù)字放大器可以附加于揚聲器，極大地削減了它的輸出引腳 emi/rfi輻射的機會。從系統(tǒng)的觀點來看，附加揚聲器十分容易，只需銜接到總線上。數(shù)字揚聲器是具有數(shù)字輸入的移動線圈揚聲器。若將“無”的d類放大器安裝在揚聲器框架附近，因

6、為放大器和揚聲器之間沒有導線，這樣的設計可進一步降低emi/rfi。此外，蜂窩手機上惟獨低電平數(shù)字信號，放大器和揚聲器特性可以舉行匹配，從而獲得更好的效率，并且可在能夠放置數(shù)字音頻總線的地方安裝數(shù)字揚聲器。手機創(chuàng)造商可以支持單聲道或立體聲揚聲器，或者按照手機型號的功能需求制作揚聲器陣列以充實揚聲器麥克風性能和ptt應用。同時，頭戴式麥克風不會很快就變?yōu)槿珨?shù)字化，由于低功率輸出下的d類放大器的效率并不比低功耗ab類放大器的高。更重要的是，需要轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)來適應額外的導線。最后，假如d類開關(guān)信號在蜂窩手機外有很長的導線，無論麥克風上的功率有多低，信號都將表現(xiàn)出一定的 emi、rfi輻射。假如還需要硬

7、件音樂合成器，若設計成帶有新總線接口的形式，起碼可以消退8個銜接，且不會導致性能下降?？梢酝ㄟ^任何來源的 midi指令和數(shù)字音頻采樣來合成終于的輸出音樂，新軟件合成器還能夠混合不同的音頻文件類型(midi、smaf、wav和mp3)，并挺直向新總線接口輸出數(shù)字采樣。在銜接模擬麥克風、頭戴式麥克風、模擬放大器和模擬輸入-輸出源時，轉(zhuǎn)換器仍然是須要挑選。通過簡化的轉(zhuǎn)換器，可適應不同類型和功率要求的麥克風，且輕松的加入到手持設備設計中?，F(xiàn)存的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和編解碼器設計可以與新數(shù)字音頻總線接口匹配。和電視服務中的音頻內(nèi)容( dab、 dmb、 dvb-h等)通常通過數(shù)字(i(sup/)2(/

8、sup)s)或/和模擬形式(帶有媒體處理器和立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模塊)解碼，終于在系統(tǒng)中實現(xiàn)。用法新的總線架構(gòu)，可以控制這些器件并使其數(shù)字輸出挺直放在總線上，隨后送至合適的數(shù)字轉(zhuǎn)換器中；而自立器件或者包含在模擬子系統(tǒng)中的器件被橋接到音頻器件上。其它器件還包括用于平安目的的數(shù)字生物，其數(shù)據(jù)輸出是一系列類似于數(shù)字音頻采樣的字節(jié)，或者類似于i(sup/)2(/sup)c總線數(shù)據(jù)的字節(jié)。消遣照明設備通過一系列與i(sup/)2(/sup)c數(shù)據(jù)傳輸類似的數(shù)據(jù)字節(jié)舉行控制。按照需求，燈的亮滅還可以利用聲音舉行同步控制。震驚馬達也可以很輕松地舉行控制。此外，創(chuàng)造商試圖把震驚馬達與聲音舉行同步，這樣馬達就可以隨著聲音的曲調(diào)震驚，并帶有閃光模式。所以，銜接到數(shù)字音頻總線結(jié)構(gòu)上是符合規(guī)律的。手機嬉戲提供商對觸摸設備也很感愛好。這些設備通常由音頻聲音觸發(fā)，如嬉戲中的爆炸、槍聲、高音以及其它的聲音效果。同樣，它們可以銜接到數(shù)字音頻總線結(jié)構(gòu)上。此外，調(diào)制解調(diào)器也能很輕松的銜接到新總線結(jié)構(gòu)上并得以控制。世界不會一下子就步入數(shù)字設備時代，將來架構(gòu)還會需要銜接到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和模擬音頻設備(如揚聲器和麥克風)的接口，這可以通過音頻子系統(tǒng)的橋接來實現(xiàn)。利用新的總線結(jié)構(gòu)舉行設計，將包含混