为便携式系统挑选理想电源管理方案

　　电源抑制比(PSRR)是显示 信号干扰程度的指标，可以显示电源管理芯片能否有效抑制伴随输入信号而来的干扰。电源抑制比是输入信号的固定频率正弦波与输出信号振幅之间的比率。这两个数值之间的比率也是电源抑制比的定义，由于电源抑制比与噪音会产生同样性质的影响，因此挑选电源管理芯片时必须两者一并考虑。
　　压降是指低压降稳压器芯片所必须预留的降压空间，以便能够利用低输入电平产生输出电流。压降实际上是P通道MOS芯片的漏极源极电阻(RDS-ON)乘以输出电流。输出电流若上升，压降的要求便会更加严格。
　　目前市场上出现一种专为信号路径负载提供稳压供电的崭新电源管理技术。这是一种适合射频功率放大器采用的技术，其特点是利用一款特殊应用直流/直流转换器为功率放大器提供供电电压(Vcc)。虽然这种技术的应用一直局限在移动电话方面，但无线局域网(WLAN)及其它无线技术标准也开始采用这种技术。图4显示一组可以取代直流/直流转换器的射频功率转换器子系统。

　　新一代的功率放大器即使利用远比传统3V低或高的供电电压提供供电，其线性特性丝毫也不会受到影响，而且由于功率放大器基本上是固定阻抗的负载，因此降低供电电压(Vcc)非常有助于节省耗电。移动电话若采用这种新技术，大约可节省80%以上的功耗，实际节省的电量须视乎采用什么类型的射频发射系统而定。通过控制信号输入直流/直流转换器，供电电压可以因应检波器所示功率的大小按比例变动。由于传送信号所需的供电较少，供电电压可以降低，有助节省宝贵的电力。系统设计工程师采用射频功率放大器设计新产品时，必须知道系统要求的最低供电电压。如果供电电压低至1.5V或以下，而功率转换器仍可保持其线性特性，那么新设计便适宜采用这种特殊应用直流/直流转换器。

　　支持发光功能的LED驱动器
　　以便携式电子产品来说，灯光是重要的人机接口。新一代的移动电话必须装设发光二极管才可为液晶显示屏及小键盘提供背光。驱动发光二极管的驱动器采用以下三种不同的设计布局：驱动并行发光二极管的电压模式；驱动并行发光二极管的电流模式；驱动堆叠发光二极管的稳压模式。
　　驱动并行发光二极管的电压模式非常容易使用，而且成本也较低廉。这种模式采用电荷泵技术，但这种技术有它的缺点，例如需要采用电阻调节电流，而且不同发光二极管之间的电流及亮度会有一定的高低参差。
　　驱动并行发光二极管的电流模式也需要倚靠电荷泵技术的支，但由于驱动器已内置电流匹配电路，因此发光二极管的亮度非常均匀, 是目前的主流技术。
　　驱动堆叠发光二极管的稳压模式需要电感式直流/直流升压技术的支持。由于所有发光二极管都串联在同一堆栈中，因此每一发光二极管都有相同流量的电流流入，使发光二极管的亮度非常均匀。但这个解决方案需要加设外接的电感器，令系统成本不得不增加，而且系统设计也变得较为复杂。

　　音频功率放大器
　　音响系统是便携式电子产品的另一重要人机接口，耗用的功率也非常可观。如何挑选音频功率放大器，不但关系到产品的音频表现，同时对电源管理也非常重要。
　　目前的音频放大器分别采用两种不同的技术，因此，音频放大器可按照所采用的技术而分为AB类(Class AB)及D类(Class D)两大类。AB类音频放大器具有卓越的线性表现，而且不会产生EMI，因此移动电话、个人数字助理及MP3等便携式电子产品都广泛采用这类音频放大器。图6就这两种技术的不同效率作一比较。
　　由于便携式电子产品所要求的供电量不断上升，因此对于便携式电子产品来说，D类(Class D)音频放大器便显得愈来愈具有吸引力，因为这类音频放大器可以延长电池寿命。
　　模拟音频信号输入比较器之后，便会被比较器转为数字信号。数字信号的占空度代表模拟信号的电压。这个信号经过放大之后，便会被传送出去。经过低通滤波器之后，数字信号便会被还原为模拟音频信号，以便驱动扬声器。便携式电子产品当然不可以采用体积较大的外置低通滤波器。幸好扬声器也可视为低通滤波器的一种。所有专为便携式电子产品而设的D类音频放大器都采用特别的设计，可以不再需要扬声器以外的低通滤波器。

　　采用以上设计的音频放大器可以称为PWM D类音频放大器。由于PWM模式采用固定的频率，因此我们必须在信号的线性表现与电磁干扰之间取得适当的平衡。若放大器采用较高的频率，以确保在整个音频带范围内都有良好的线性表现，那么电磁干扰也会较大，因此采用PWM模式的D类音频放大器通常无法在整个音频带范围内保持良好的线性表现。
　　采用基于Sigma-Delta技术的另一款D类音频放大器便没有这个问题。这种放大器可以根据输入信号的dv/dt比率灵活调节取样频率。若输入信号的dv/dt比率较高，放大器便会提高取样频率，可高达6 MHz。若输入信号的dv/dt比率较低，取样频率便会被调低。Sigma-Delta技术便是利用这种调节 方法，确保整个音频带范围内都可取得卓越的线性效果，但同时又可将电磁干扰减至极少。美国国家半导体是将D类音频放大器成功引入便携式电子产品的芯片商，也是可以提供Sigma-Delta D类音频放大器的供应商。
　　除此之外，便携式电子产品的音频信号路径日趋复杂，对于移动电话来说，这个问题尤其严重。音频信号有多个不同的来源，其中包括语音、和旋、以至立体声MP3或MP4等。这些音频信号都要经过放大才可驱动扬声器或耳机。我们如果只采用独立式音频放大器及模拟开关，系统设计便会变得非常复杂。系统设计工程师设计放大器电路时，还必须详细考虑模拟开关带来的音频功率损耗。