针对音视频应用的新型模拟器件及其应用综述

越来越强调"用户体验"的各种数字音视频应用进一步推动了模拟技术的创新，它们不仅增加了对高性能ADC、DAC、前置放大器、运算放大器、模拟开关、模拟多路复用器、电压参考、运算放大器、PLL、比较器、DC/DC转换器等传统模拟器件需求，还推动了新型模拟器件的开发。例如，具有出色的声音质量的MP3音乐播放器和数字收音机离不开高品质的音频放大器；带LED/OLED显示屏、可长时间播放高质量视频画面的多媒体播放器和多媒体手机要求高质量的视频放大器、视频滤波器、视频缓冲器、LED/OLED驱动器；而为了方便快捷地传输无压缩高清晰节目内容、高质量音视频信号，HDMI接口器件正逐渐在更多的HDTV、数字摄像机、数字相机等视频设备中采用。

本文将挑选一些专门针对音视频应用的具有代表的最新模拟器件，讨论它们领导市场的独特技术，以及应用时的特别注意事项和技巧。

音频放大器

消费者希望手机具有更丰富的音频功能，如和弦铃声、MP3音乐、带音频的视频流及3D环绕立体声效果。美国国家半导体公司(NSC)的Boomer音频子系统除了内置2.2W的立体声D类音频放大器外，还具有可编程 3D 音效增强功能、自动耳机检测以及155mW无输出电容器立体声耳机放大器。它的立体声耳机放大器可选择采用电容器耦合模式或无需输出电容器模式，以满足不同设计的要求。系统设计工程师若选用无输出电容器的结构，便无需像传统的耳机放大器一样，要另外增加体积大但价钱昂贵的输出耦合电容器。

"手机和PMP播放器的正在朝小尺寸的方向发展。这个发展趋势的一个限制因素是传统动圈式扬声器能有效工作所必须的最小尺寸。陶瓷扬声器(或者压电式扬声器)允许更小的外形尺寸，但它们要求对更复杂的负载阻抗提供更高的驱动电压。"Maxim公司多媒体事业部执行总监Tony Doy表示。

MAX9788是一个集成了负充电泵电源的单芯片G类功率放大器，专门设计用来驱动陶瓷扬声器的。这个电荷泵电源可以在直流5.5V电压下提供高达700mA的峰值电流，输出电压峰峰值为14V。MAX9788的高效率能最大化电池使用寿命。

ADI的音频放大器AD1994能够提供达到高保真音响级的声音质量。AD1994的电源纹波抑制比(PSRR)达到65dB，它可提供同级别产品中最好的PSRR，以及允许客户使用更便宜的单端电源。ADI高速信号处理部营销经理Steve Hinderliter强调：在实际应用时应特别注意二点，一是必须确保为该器件提供一个正确的上电顺序，二是必须为它提供一个低抖动的时钟。

德州仪器(TI)的固定增益D类音频功率放大器TPA203xD1集成了外部输入电阻并与其高度匹配，从而可将整体电路板尺寸缩小了近一半。与便携式消费类电子为降低成本而常用的外部电阻器匹配相比，新器件还使PSRR提高了20dB，使共模抑制比(CMRR)提高了12dB，这样在实现更出色的音频体验同时还能节省板级空间。

音频放大器在手机PCB设计上的挑战体现在两个方面：一是PCB面积小，二是存在射频(RF)电路。在这种情况下，好的布局必须防止射频能量与电话中的基频部分或音频电路的音频信号产生串扰。从布局方面考虑，应避免将功率放大器放在天线附近，因为在有电话拨入或拨出时，天线的辐射会与高功率输出产生串扰。此外，所有的信号路径必须通过接地层进行屏蔽/隔离。使用接地层、磁珠和微带设计技巧对防止干扰非常有用。

视频放大器

视频输出功能正在成为当今许多便携式电子产品的常见功能。由于这种功能通常属于辅助功能，在正常工作期间视频驱动器一般处于关闭状态，所以在评估视频放大器或视频驱动器时，工作电流和待机电流是关键的参数。

TI的视频放大器THS7327集成了三个模拟视频通道与两个用于 HV 同步的数字通道，大大简化了系统设计并减少了组件数量。可编程滤波器与输入偏置模式不但能满足SDTV、EDTV、HDTV 以及UXGA/QXGA RGB 所有信号标准所需的通用模拟信号调节要求，而且还可节省20多个外部组件。

凌力尔特公司用于单电源应用的3路视频放大器LT6557具有0.8V电源轨的宽输出摆幅，是一款能在采用5V单电源工作时提供全视频摆幅的宽带RGB放大器。LT6557的500MHz 3dB带宽、2200V/us转换速率和4ns的建立时间提高了该放大器的直流性能，可产生更清晰的视频图像。

Intersil公司针对高速视频和监控应用的三路放大器EL5367采用专有的定制结构来隔离其三个放大器，打破了1GHz的速率极限。EL5367的总供电电流仅25mA，可在5V至12V的单供电电压范围内工作，能够驱动高于QXGA(2048×1536象素)的分辨率应用。

典型的视频驱动架构采用交流耦合或直流耦合方案。通过采用输入输出电容，交流耦合可消除传输线上的直流电压，并隔离发送和接收系统的接地点，从而简化电路设计。但是，这些电容会降低信号质量，为将对信号质量的影响减到最小，输出电容必须在数百微法的数量级。直流耦合无需输出电容，这对价格敏感的大批量产品特别有吸引力，但在输入信号存在正负摆动时，需要额外的负电源来提供能容纳信号正负摆动的公共输入电压范围。

视频滤波器/缓冲器

手机或者PMP中的视频内容越来越多，这些设备中要求具有复合视频输出和/或S视频输出。用在这些设备中的视频缓冲器可从模拟标准清晰度视频滤波器MAX9508得到好处。MAX9508采用了Maxim专利的信号有效/负载检测技术，在没有驱动信号时，它能自动使视频输出无效。SmartSleep技术能尽量延长电池的使用时间，并提供高频率的EMI滤波(图1)。Maxim的MAX7481/MAX7482双向视频滤波器/缓冲器，可为复合视频(CVBS)以及S端子的回放模式提供重建滤波器和线路驱动缓冲器，同时还为录像模式提供抗混叠滤波器。