延长电池使用时间的诀窍：运用具备讯号处理功能的超低功耗音讯编译码器

便携式消费性电子装置的制造商面临许多挑战。他们必须开发出符合成本效益又兼顾高效能与多功能音讯解决方案，同时延长电池的使用时间。另一方面，制造商还得缩短开发时间，以便抢先在市场上推出新产品。随着超低功耗编译码器具备嵌入式迷你 DSP 及强大图形式程序设计工具的发展，制造商如今已经能够因应这些复杂的需求。 针对需要独立式编译码器的系统，以及将嵌入式模拟 I/O整合于基频或应用处理器芯片的系统，这些装置的超低功耗及处理功效能够为其提供低功耗音讯解决方案。图形程序设计环境及丰富的软件链接库能够缩短应用程序的开发完成时间，使其远少于在一般程序设计环境下进行开发所需要的时间。 就低功耗运作方面而言，许多新一代的低功耗编译码器都能够以单一 1.5V 至 1.8V 电压运作模拟及数字核心，若以低达 1.26V 的电压运作数字核心，还能够进一步降低功耗。许多装置都有低功耗运作模式，然而，额外的功率调节选择能够让设计人员根据录制及播放时使用的个别配置及处理选项来调节功率，这可协助设计人员将功耗降至最低，进而机动性地根据输入及输出的信道数、输出驱动需求、取样率、输入与输出所需的讯号噪声比 (SNR) 效能以及使用的处理功能等不同条件进行最佳化。 如图 1 所示，编译码器的耗电量可透过这项功能进行调节，对于不同的音讯再现模式 (来电、简讯铃声、语音通讯及音乐播放)、不同的 I/O 配置 (手机与手机操作) 及不同的讯号处理需求 (低噪声与高噪声通讯环境) ，皆能达到最佳效能。针对无需转换的模拟旁路运作模式、PLL 与无需 PLL 的运作，或者 D 类与 AB 类耳机驱动配置，功率调节控制都能够提供额外的配置选项，而这些配置控制皆是透过 I2C 或 SPI 总线进行管理。

  图 1. SNR 及电压的提升将使功耗增加。

使用者可以根据自身的应用及系统需求来调节功率。 功率调节能够大幅延长便携式音讯装置的电池使用时间。低功耗运作模式能够使具备讯号处理功能的超低功耗编译码器将来电 / 简讯铃声的功耗降至 5mW 以下，并且使 8kHz 或 16kHz 语音通讯的功耗降至 7mW 以下，同时使最高音质 44.1kHz 立体声耳机音乐播放的功耗降至 10mW 以下。 结合超低功耗资料转换及低功耗讯号处理等功能在同一芯片上能够使内含应用处理器及编译码器的一般系统架构发挥显著的节能效用。在这些架构中，超低功耗编译码器能够执行应用处理器的部分或全部音讯处理功能。 具备基频芯片或应用处理器芯片的系统都有模拟输入及/或输出功能。具有讯号处理功能的编译码器提供了一个成本低且开发过程短的解决方案，能够整合其它功用或功能，完全不需要重新进行程序设计或更换现有的基频或应用处理器，另一项可延长电池使用时间的强大工具是具备嵌入式迷你 DSP 的全新超低功耗编译码器。这些装置及其强大的图形程序设计工具能够为众多便携式音讯处理及通讯系统架构提供低功耗的音讯解决方案。其中，立体声播放的功耗可低至 2.4mW，这是透过使用图形软件环境进行程序设计而达成的，也可简化制造商的程序设计。 便携式消费性电子产品市场的竞争十分激烈，而且变化步调相当快。快速的上市时程及超低的功耗能缩短制造商的设计过程，并协助他们开发出与众不同的产品。而具备整合式 DSP 的超低功耗音讯转换器以及有助于加速程序设计的图形式软件开发环境即为其中的竞争优势。 如需 TLV320AIC3254 的详细信息，请参考网页：PurePath Studio 关于作者 Luca Cacioli 是德州仪器便携式音讯转换器的便携式音讯营销经理，本身拥有意大利佛罗伦萨 Universita' di Firenze 的 BSEE/MSEE 学位及美国德州达拉斯 Southern Methodist University (SMU) 的 MBA 学位。David Zaucha 是德州仪器便携式音讯转换器的软件开发经理，本身拥有美国麻萨诸塞州艾摩斯特市 University of Massachusetts 的 BSEE 学位及美国纽约州罗契斯特市 University of Rochester 的 MSEE 学位。