可自动关断的扬声器放大器，有效节省手机功耗

摘要：该电路在检测到没有音频信号输入时将自动关闭扬声器驱动器，以节省手机的电池能量。

图1所示AutoShutdown电路介绍了电话通话时的瞬态特性，当电路检测到通话中断时，就会将扬声器放大器置于低功耗关断模式，以节省电池能量、延长通话时间； 当通话重新开始时，音频功放会立刻启动，以免丢失语音信息。

图1. 该电路在没有音频信号时，通过自动关断扬声器驱动器来节省电池功耗。


手机电池的主要消耗在射频功放和扬声器(AB类扬声器放大器)，理想情况下，以1W功率驱动8Ω喇叭时消耗353mARMS的电流，在没有音频信号输入时，也会消耗毫安级的电流。基于这个原因，大部分扬声器驱动IC都有关断模式，在不使用驱动器时降低芯片的电流消耗。


电路的静态电流和关断模式下的电流有很大差别，以图1中的U1为例，在没有信号输入时消耗5mA的静态电流，而将U1置于关断模式时，它仅仅消耗10nA电流。图1中，当输入音频信号按照定义的时间间隔低于预设门限时，整个电路的功耗可以由4.7mA降至22μA。


窗比较器(U2或U3)对输入信号和与VCC成比例的预置参考电压进行比较。R6和R7将输入的音频信号偏置到比较器窗口的中点，VCC/2，R3至R5设置窗比较器的参考电压，高、低门限按照下式计算：

设置一定的阈值之差(VHIGH - VLOW)是为了避免噪声信号打开扬声器放大器。


比较器的漏极开路输出连接到U1的SHDN输入，当音频输入的峰峰值超出由R3至R5设置的窗口范围时，漏极开路输出将自动控制扬声器驱动器打开，VSHDN电压被拉至地电位(如图2所示)。当输入音频信号在窗口内时，两路输出都会关断，C6和上拉电阻R8会减缓VSHDN电压上升到关断U1的门限。

图2. 当输入超出预设门限时，图1中的关断信号(VSHDN)被驱动到低电平。 C6和R8产生的较大的时间常数可以避免不必要地通、断音频信号。



从关断状态唤醒非常迅速，因为C6通过比较器的漏极开路输出直接对地放电。快速开启能够保证不会丢失语音信息(图3)。

图3. 输入信号消失后，图1所示扬声器将迅速关断。


This design idea appeared in the April 18, 2005 issue of EE Times.

AutoShutdown是Maxim Integrated Products, Inc.的商标。