为便携式系统挑选理想电源管理方案

　　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。

　　结论：以极少的资源发挥极大的效益
　　便携式电子产品的体积日趋小巧，但需要提供的功能则越来越多。因此系统设计工程师不得不采用更高度集成的解决方案。我们可以在技术上将电源管理、音频及灯光管理等功能集成到一颗芯片之中，但我们必须在高集成度与高灵活性之间取得适当的平衡。有关的解决方案若将所有功能集于一身，印刷电路板的设计就会变得非常复杂，系统也无法充分发挥其性能。这种采用超高度集成技术的设计也失去应有的灵活性，令系统无法轻易升级。例如，系统设计工程师若想将原有的设计作少许灯光或音频方面的改动，其中的过程会非常复杂，大有牵一发而动全身的顾虑。