将音频编解码器植入28nm高级移动多媒体芯片系统

采样，因此能够进行采样速率转换。

　　表1：标准音频采样速率

　　由于数据转换器必须以过采样频率（通常是128X和256X）运行，驱动数据转换器所需的主时钟频率介于5-12MHz范围。因此，音频编解码器必须支持各种不同的音频采样速率，并适应主时钟频率，便于其在应用中集成。但是，由于存在多种时钟频率比率的组合与制约，这个目标实现起来并不直接。因此，数字滤波器必须包括采样速率转换配置。表2是音频采样速率和采样速率转换不同组合的常用采样频率。

　　表2：音频采样速率和采样速率转换不同组合的常用采样频率

　　为了适应所有数据速率和可用时钟的组合，设计人员可采用各种技巧，详见下一部分。

　　技巧1：音频时钟使用锁相环路

　　由于一些条件如空间和/或成本的限制，许多应用无法使用音频编解码器专用的晶体振荡器。音频编解码器必须能够支持现有主机主时钟的不同音频速率（通常是USB时钟的12MHz或它的倍数）。锁相环路（PLL）可用于生成所需要的音频时钟。由于要求非常好的频率分辨率以支持所有频率组合且，同时要提供低抖动输出时钟，这对锁相环路的性能要求超出了一般标准，而且。因此，最好采用不要求锁相环路的其他解决方案。

　　技巧2：重复使用没有锁相环路的USB时钟

　　一种替代解决方案是采用没有锁相环路的技术，即重复使用USB时钟和避免为音频添加专用锁相环路。USB是非常很受欢迎的接口，几乎是普遍存在于所有应用中。12MHz或24MHz的时钟都可使用，它们的抖动相对较低，而这是音频的重要要求。24MHz USB时钟可支持48kS/s音频速率及其倍数的音频速率，如96kS/s和192kS/s，因为它是整数倍数（24，000=125x192）。要使用24MHz USB时钟，需要将滤波器采样速率转换从标称的128倍重新配置为125倍。

　　但是，44.1kS/s音频速率只能近似生成。利用136倍采样速率转换，音频时钟可大约达到44.1176kS/s，与标称值略有不同，不过这种差别非常小，难以感觉到，实际上音高仅有0.04%的变化。这样小的变化比半音程小一百倍，而快0.04%的回放速度会导致3分钟的歌曲提前10毫秒结束。

　　表3列出了12MHz或24MHz USB时钟基础上通用音频采样速率的转换因数。音高误差是由于44.1kHz音频采样速率转换倍数不是整数。

　　表3：USB时钟频率与音频时钟采样比率

　　技巧3：采用采样速率转换器

　　音频互连时，采样速率转换器（SRC）具有灵活性和简易性，因此常常与不含锁相环路的技术结合在一起使用。基本来说，数字滤波器改变了数据采样频率。它可以增大采样频率（上采样）或减小采样频率（下采样）。它可以"同步"和"异步"运行。如果是同步采样速率转换器，输入输出速率固定。如果是异步采样速率转换器，输入输出速率的其中之一或二者都发生变化，滤波器被自动重新配置。它利用速率估算法来持续跟踪输入输出采样速率之间的比率。当系统的接收器必须"锁定"到由单独的晶体振荡器计时的音频源的时候，异步采样速率转换器（ASRCs）通常会用到。

　　典型应用需要以不同的采样速率在音频源之间多路选择。通过ASRC重采样到共用时钟，采样速率为44.1kS/s的数据可以与48kS/s的其他数据一起进行多路选择。

　　同样的过程可用来将采样速率相同但来自异步时钟的材料进行多路选择。

　　另外一种应用是对主机时钟上进入的音频流重新采样，但它不一定是标准音频频率。例如，它可以是来自手机通讯广播的时钟。

　　管理好电源电压降低后的性能平衡

　　耳机功率要求

　　音频信号动态范围广，通常峰值非常明显（见图3）因此，音频驱动必须有足够的输出功率支持所有听取声压级，并且峰值不会饱和。

　　对于典型的听取声压级来说，驱动必须能够支持峰值功率高出平均功率至少15分贝。例如，典型的32欧姆耳机灵敏度大约为95分贝，这意味着该耳机产生出95分贝声压级，输入信号为1mW。为了产生出100分贝声压级来支持表4中的音乐高音音域，峰值与均值之比为15分贝，耳机输出驱动必须能够支持115分贝声压级，对应提供100mW峰值功率。功率100mW的耳机，时间久了会损害听力。因此，为了呈现舒适充分的收听体验，耳机驱动一般采用的最大峰值功率为40mW。

　　图3：典型音频输出（经典音乐）

　　表4：声压实例

　　从3.3伏和2.5伏迁移到1.8伏电源

　　输出驱动必须为耳机和扬声器提供大输出电流，并且失真最小。对应的输出器件往往很大，不会随着工艺发展而变小。在65纳米和40纳米工艺中，许多集成的音频编解码器为模拟电路使用2.5伏电压的晶体管，还通过将2.5伏器件超载至3.3伏来增加音频性能。

但是，在28纳米工艺，大多数