智能手机音频系统的整合与设计趋势
作者：Yan Goh
当手机遇上可携式电子，两个不同的音讯世界产生了冲突。这么多年过去，模拟工程师仍旧竭力打造可以完美处理语音、音乐播放和铃声的解决方案。本文将检视当前的技术进展，并探讨智能型手机的音讯整合趋势。
曾经有一段时间，数字音讯很清楚地被分为Hi-Fi和通话两个部分。Hi-Fi一般意谓立体和16位分辨率，取样速率为44.1kHz，这是原始的Compact Disc规格。另一方面，电话通话则是单声道及低分辨率，一般是以8位和8kHZ数字化而成。不同型态的混合讯号IC各自适合不同的应用。Hi-Fi音讯编译码IC很快就采用多位sigma-delta技术去改善音质，同时间电话仍然是非常简单，低数据速率及低成本变换器限制了改善音质的可能性。这两种编译码芯片拥有不同的接口。市场上已出现一些针对Hi-Fi立体音响的数据格式，其中最为普及的是I2S (Inter-IC Sound)。电话语音编译码IC则通常是采用脉冲编码调变(PCM)界面。严格来说，脉冲编码调变已包含今日所使用的大部分数字格式，包括I2S；它的原始目的便是要区别数字编码和像是频率调变的模拟技术。然而，在数字通话方面，脉冲编码调变通常是指一种特定、单声道的数据格式，无法兼容于Hi-Fi立体音讯。
计算机音讯的崛起则造就了另一种接口的兴起。虽然其音质要求和存在已久的消费性音讯市场颇为类似，然而，计算机需播放以不同取样速率播放的音讯档案(特别是8kHz、44.1kHz和48kHz)。以软件转换取样速率是可行的，但是成本却太昂贵。因此最被广泛采用的AC’97标准便将此任务交给编译码芯片，造就以专属硬件执行的效率会高出许多。AC’97实际上已成为计算机音讯的产业标准。
在一开始，可携式系统仍一本初衷：随身CD、迷你光盘及MP3播放器仍采用I2S数字模拟转换器(DAC)，行动电话使用脉冲编码调变，而支持音讯功能的PDA则通常具有和桌上型计算机相同的AC’97编译码。因此，毫无意外地，第一代的复合系统通常会包含在装置内部比邻分布的电话和PDA电路、具有由通讯处理器控制的脉冲编码调变音讯编译码芯片，以及和应用处理器连接的Hi-Fi立体(AC’97或I2S)编译码芯片。然而，此编译码芯片的设计并未将这两个音讯子系统的互连性考虑在内，或者仅有极少的考虑。针对此，通常会将离散式的固态开关安插至模拟讯号路径中，便会造成噪声及谐波失真，并且占据板子空间。
图1. 第一代智能型手机具有两个独立的音讯子系统(语音和Hi-Fi)。除了这两个编译码芯片外，还需要其它的离散组件以进行讯号交换与混合。
整合趋势
很明显的，一个适合此应用的解决方案是备受期待。「系统单芯片」(SoC)的想法已引导一些业者将立体数字模拟转换器或编译码芯片和其它大型IC整合在一起。然而，此方法并未产出媲美专属音讯芯片的音质。电源管理和音讯IC的结合似乎牺牲了音质，因为
