如何正確理解音頻元件數(shù)據(jù)手冊中的功耗數(shù)據(jù)
這意味著系統(tǒng)功耗對設計師來說一個至關重要的設計指標,他們將需要花費很多時間去仔細研究不同芯片供應商提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊。這個任務的工作量很大,因為數(shù)據(jù)手冊中存在有很多影響功耗的變量,而且在很多情況下,制造商不會提供產(chǎn)品之間的相似比較。事實上,音頻輸入和輸出子系統(tǒng)的設計特別棘手,因為它們包含了模擬和數(shù)字電路,而且一般采用多個獨立的電源。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/166956.htm容易曲解的數(shù)據(jù)
對音頻子系統(tǒng)電路進行更深入分析有助于理解音頻IC制造商數(shù)據(jù)手冊中的功耗數(shù)據(jù)的真實含義。圖1給出了便攜式系統(tǒng)音頻輸出部分涉及的主要功能模塊。通常,這條信號鏈上的最后幾個模塊(數(shù)字信號增強、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模擬混音和放大電路)是集成在單個器件中,即“音頻DAC”。數(shù)據(jù)手冊會提供“DAC功耗”或“DAC供電電流”數(shù)據(jù),確定這個數(shù)據(jù)是否包括放大器和其它與DAC相關的子電路的功率需求非常重要。如果沒有包含,則需要單獨計算。
同樣,數(shù)據(jù)手冊中的“耳機回放”功耗通常不包括片上增強電路,如限幅、3D信號增強和均衡電路。供應商提供的功耗數(shù)據(jù)通常都不包括這些電路,以使他們的器件看上去比競爭對手有更好的性能。一些制造商甚至在定義回放功耗時不包括數(shù)字音頻接口,這與實際使用情況大相徑庭,因為接口必須上電才能接收音頻數(shù)據(jù)用于回放。
系統(tǒng)架構(gòu)變化事實進一步增加了設計復雜性。例如,音量控制可以通過音頻芯片數(shù)字部分CPU上的軟件,或者音頻芯片上的模擬可編程增益放大器來實現(xiàn)。根據(jù)經(jīng)驗,一個好的做法是明確設計系統(tǒng)的相關功能、確定由哪個物理器件負責該功能,并正確計算每個功能的功耗。
圖1:音頻回放的功能模塊框圖以及影響每個模塊功耗的因素。 |
真實世界的負載和信號特性
數(shù)據(jù)手冊中還有其它一些數(shù)據(jù)經(jīng)常與實際情況不符。例如,回放時揚聲器和耳機的功耗占整個系統(tǒng)功耗的很大一部分,但這些數(shù)據(jù)通常不包含在數(shù)據(jù)手冊中。更常見的是,數(shù)據(jù)手冊提供的是“靜音”狀態(tài)下的功耗數(shù)據(jù),這種狀態(tài)在數(shù)字域中用一長串零來表示。在這種狀態(tài)下,負載上的電壓為零,且沒有任何負載電流。此外,靜音狀態(tài)下音頻IC本身的功耗很少,這進一步降低了對外宣稱的功耗,有時功耗甚至是在沒有連接負載的情況下來測量的。
為得到有意義的數(shù)據(jù),系統(tǒng)必須連接負載。在消費電子領域,小型揚聲器的阻抗一般為8歐姆,耳機的阻抗為16歐姆或32歐姆。此外,實際的測試信號還必須得到充分驅(qū)動,以便通過電路中的所有相關元件到達負載。
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