喜欢MP3？你的电池能用多长时间？

无法控制的模拟电路功耗正在抵消数十年来数字电路面积不断缩小而带来的进步，同时也影响着便携设备的体积和功耗。

受MP3播放器完美音乐的影响，手机用户也希望能在他们的多媒体电话上实现同样的音质。同时，网络正试图推出新的3G业务，这个计划能提供更好的音频和视频体验。实现上述目标的最佳方法是增加专用的音频器件，但在尺寸、功耗和成本等方面又要付出更高的代价。

移动电话、数码相机及高端音乐播放器采用3个或更多独立的IC，其原因并不在于晶体管的数量，而是由于数字音频和功率电路中需要不同种类的晶体管。

将一个系统的所有半导体集成在一个片上系统中(SoC)很可能会导致不良的模拟性能。因此真正的单片解决方案往往用于那些靠牺牲性能换取价格空间的产品，如低端音乐播放器或当产品相对成熟和稳定并需要较长开发时间的情况。

混合信号和电源管理电路均利用晶体管作为模拟器件，而不是使用数字开关器件，相对于集成到芯片中晶体管的绝对数量而言，上述两者更加关注的是电路的模拟性能。为驱动喇叭，稳压器、混合信号音频电路等通常都工作在较高的电压和电流下。因而要在器件尺寸、功能集成以及节能等方面能有所突破，最佳的解决策略是将混合信号和电源管理功能集成到一个芯片中，同时保持数字逻辑的独立性。

混合信号与电源管理电路在设计中还有一个共同之处，即两者都需要对每个晶体管基于精确的数学模型进行详尽地模拟仿真(如SPICE)。终端用户可以通过眼或耳对某些模拟性能(如噪声、谐波失真及电源效率等)进行区分以辨别产品之间的不同，但仿真的方法却难以对此进行识别。模拟IC的设计者一般都会重视这个问题，并通过手工调整芯片中电路元件的布局来加以解决。

然而整合混合信号和电源管理也会带来某些新问题。目前便携产品中电源的效率只可能与开关模式的电源相关，而后者会产生开关噪声。将音频或视频功能集成到同一个芯片上会使开关噪声更容易影响模拟信号和低终端用户的视听效果。所幸的是混合信号设计人员已经有了对策，因为他们的芯片本身就含有大量产生开关噪声的数字电路，其解决方案可以保护灵敏的模拟信号抵御众多的噪声。另一方面，电源管理电路则很少会受到噪声或来自其它电路模块的干扰。所以电源管理设计者要做的仅仅是使他们所设计的IC将发出的噪声降到某个极限以下。

让混合信号设计人员掌控电源对于系统级设计也十分有利。目前某些严重影响混合信号电路性能的共同问题直接与电源的质量和稳定度相关，例如通过使电源工作在对混合信号影响最小的频率下就能解决开关噪声问题。电源管理与音频功能的紧密集成同时可以使电源实现更快速的响应，甚至能够预见系统功耗的激增，这种能量浪涌通常是由音频信号的音量峰值引起的，特别是通过喇叭进行播放时。缩短电源反应时间可以减少对大容量且昂贵的储能电容的需要，因此就可以使用更小、更轻并且更廉价的电容。

电源管理和混合信号功能集成到一个模拟芯片中具有经济性和技术性。解决开关噪声是实现这种集成的关键，而系统级设计方法比单独实现所有功能更具优势。部分集成的策略较一体化(all-in-one)集成是一种更适用的方案，对于中短期内解决目前的问题也更加可行。希望多功能模拟IC可以很快在便携消费电子产品市场占有一席之地。