便携式多媒体系统如何实现高质量音频

走线，它会遭受耦合噪声的影响，用信号E(t)表示。在方案A中，信号在靠近麦克风、穿越PCB板和耦合到噪声之前得到放大。结果系统的SNR是60dB。而在方案B中，信号在走线穿越PCB和耦合进噪声之后才得到放大，结果系统的SNR只有28dB。因此优秀的系统设计可以实现显著的性能提高。

图1：放大器位于不同位置将产生不同的信噪比。

　　对由于系统成本或体积限制而不能靠近源端放大的信号来说，尽可能缩短PCB走线长度很重要。短的PCB走线不太容易受到电容和电感性耦合噪声的影响。

　　在内置麦克风的系统中需要仔细设计的最后一种信号是麦克风偏置电路。在便携式音频系统中使用的大多数驻极体麦克风(ECM)需要2～3V的偏置电压。通常偏置电压是由远离麦克风的芯片提供的。在这种情况下，偏置电压会在到达麦克风的途中拾取到噪声。这种噪声会直接耦合到麦克风的输出中。对此，好的设计方法是在靠近麦克风处用电阻和电容对偏置电压进行滤波。图2就是典型的麦克风电路设计，采用了‘伪差分’连接和R-C滤波器来衰减偏置电压带来的噪声。

图2:驻极体麦克风的偏置滤波和伪差分输出设计。

　　所有的音频系统都需要某种类型的换能器才能让用户听到产生的音频。大多数系统都有耳机输出。一些系统包括内置扬声器，或驱动外部扬声器的输出电路。因为耳机(大于16欧姆)和扬声器(大于4欧姆)需要大功率信号，因此将与这些换能器相关的电路走线的阻抗减至最低至关重要。如果PCB走线有不必要的高阻抗，功率就会损失在PCB走线上，无法送达换能器。这会导致音频质量的下降、电池寿命降低以及系统中不必要的发热。尽量使扬声器和耳机的电路走线更宽更短可以减少这种阻抗，并可以降低由此带来的负面影响。表1对上述建议作了总结。当遵循这些建议时，就可以在低成本、低功耗的便携式音频系统中享受到高质量的音频信号。

表1：推荐的系统设计方法总结一览表。

作者：Mark Toth

　　　高性能模拟-音频/图像产品部

　　　TI公司