音频技术是人类接触到应用最多的技术之一。从电话到手机，再到家庭中所有能发出声音的电子设备，人们的音频体验无一不与音频技术息息相关。数字媒体的发展和人们对音频体验要求的提高，使音频市场充满活力和商机，并吸引众多具有相关技术的公司投身其中。国际厂商如美国国家半导体(NS)、Cirrus Logic、Intersil、恩智浦(NXP)以及欧胜微电子(Wolfson)等，从改善和革新音频体验出发，针对提高音频产品的效率、降低噪音和功耗、提高性能等方面，开发出各具特色的技术和产品。

提高便携产品效率
再谈D类音频放大器

提起音频产品的效率，令人立即想到D类音频放大器和AB类音频放大器。有人认为，AB类放大器与D类放大器在满功率输出时的效率相差不多。但是，两类放大器在低输出功率时的效率相差很大，此时D类放大器在效率上的优势十分明显。

因此，NS亚太区市场经理郭俊杰认为有必要强调D类音频放大器对提高音频产品效率的有效性。D类放大器是利用电压比较、脉宽调制(PWM)等技术实现对音频信号的放大，在发声单元如扬声器上复原输入音频信号，不但效率比AB类放大器大幅提高，并可降低对散热片的依赖性。NS的PowerWise技术对其D类音频产品的效率起到指导作用。在PowerWise性能指标下，节能和高效成为特别强调的指标。郭俊杰说，NS的D类放大器能否成为PowerWise产品器件便取决于转换效率，因为PowerWise家族产品要求功率放大器的转换效率必须为85%或以上。

除了D类音频放大器之外，NS的G类放大器架构为进一步提高音频产品效率提供了技术支持。其技术特点是可灵活调整电源供应，大幅调低供电电压，同时大幅提高电源效率。“比如，G类放大器LM48824的效率要比普通AB类头戴式耳机放大器高出一倍。”郭俊杰表示。

NS公司亚太区市场经理
郭俊杰


恩智浦半导体多重市场产品部
大中华区高级市场经理
张秋明

恩智浦在音频产品领域有着悠久的历史，其产品在音频放大器和音频编解码器两个领域都有涉及。恩智浦半导体多重市场产品部大中华区高级市场经理张秋明认为，目前音频放大器还在由AB类向D类过渡，虽然单颗D类放大器的价格要比AB类贵一些，但从系统成本上看，D类和AB类成本相差不多。采用D类放大器仍然是高效率音频设计的趋势。

欧胜微电子公司区域市场经理
吴彦祥

音频技术厂商欧胜微电子公司区域市场经理吴彦祥同样认可D类音频放大器的优越性，并坦言欧胜提供了各种D类运算放大器技术。他认为，欧胜的D类音频放大器保持了尽可能高的音频保真度，并对扬声器最高输出功率进行了优化，无需在机箱内设计很大的散热器。吴彦祥表示：“AudioPlus是欧胜的市场策略，这个策略的目的是设计出功能更强大、更高效的产品，而其策略下的Pure Sound、Smart Power以及Enhanced Soundware和True Mics则从音效、效率等方面保证产品的性能。”

提升音频性能 抑制EMI和噪声

音频产品采用的芯片失真与电磁干扰(EMI)必须极低，而且必须具备输入及输出路径的信号调整功能。而改善EMI性能和噪声是D类放大器所面临的挑战之一。如何更好地抑制EMI和噪声，各主流公司各有方法。

Cirrus Logic公司CEO
Jason Rhode

Cirrus Logic公司是专业的音频产品厂商，产品线包括转换器、放大器和音频数字信号处理器(DSP)等。该公司CEO Jason Rhode认为，在抑制EMI方面，Cirrus Logic有着自己的独特理解。2008年末，该公司发布了具有自动性能、供电调节、双模H类耳机驱动技术和地居中(Ground-Centered)直流零电平输出电荷泵架构的产品CS42L55。在标准音频取样率和用耳机听音乐的实际播放条件下，双模H类耳机驱动技术可保持高质量的音质，并延长电池工作时间。Jason Rhode表示：“我们在H类的创新有助于降低EMI、减少噪音，实现超低功耗并提升音质。”

Intersil公司D2Audio业务部总监
Brian P. Wong

Cirrus Logic的另一款产品CS3511使用了先进的Delta Sigma模块、闭环结构和真实扩频切换控制器技术，与其他同类立体声D类放大器相比，可实现超低失真，并显著减少EMI。
Intersil公司的强项是电源管理和高性能模拟产品，但从2008年7月完成对D2Audio的收购以后，引入的数字音频及D类放大器产品使其在上述两方面的优势得到进一步强化。D2Audio一直在关注D类放大器技术，与同行们有所不同的是，其音频SoC集成了D类放大器、DSP和CODEC功能，以及“D2Audio SoundSuite”的声音增强软件/固件。Intersil公司D2Audio业务部总监Brian P. Wong表示，在音频技术领域，研发人员要面对的是不完美和有噪声的音源、次优的功率半导体器件和完全未知的放大器使用环境和应用，以往必需的“单点”设计已经无法令用户满意。为此，D2Audio先后开发出了一系列能够补偿数字PWM放大器不足和缺点的优化和校正技术，如前端音频信号调理电路、基于DSP的优化技术、硅校正技术和“闭环”反馈技术等，这些技术的组合能够校正全数字PWM放大器的非线性和其他产生失真的特性。Brian P. Wong指出，D2Audio会先估计主放大器需要哪些特性，然后再确定需要把哪些部件集成进数字D类控制器IC。

Intersil的降噪方法也很有特点。Brian P. Wong认为，对其他D类放大器技术来说，恶劣的EMI环境并不是由放大器的基本开关频率引起的，而是由其他过冲、振铃和过高开关速率的谐波成分引起的。D2Audio的反馈校正技术允许使用宽松得多的开关速率和时间，从而大大减少了辐射和传导发射。他表示，采用不那么严格的开关时间和速率，必然会引起失真的增加，这可以利用“闭环”校正加以补偿。因此，Intersil不是在EMI已经产生以后再去想办法减小它，而是在第一个地方就避免产生EMI，使用户可以把注意力放在音频性能和质量上。

NS则使用了一种可以抑制电磁干扰的增强版电波幅射抑制(E2S)技术。通常采用无滤波器的D类放大器时，放大器芯片与扬声器之间的电缆长度不能超过两英寸，如果超过该长度，系统可能会出现故障。E2S可有效解决这一问题，并将扬声器电缆延长至20英寸。NS采用这种技术的音频子系统具备自动电平控制(ALC)功能，可以确保音色更清脆亮丽。如LM48310和LM48411都使用了E2S技术，前者是单声道D类放大器，后者是立体声D类放大器。

NS另一种噪声抑制技术为具有突破性的远场噪声抑制技术，该技术可以减少输出频率失真，令传送的声音更自然、更真实，适合移动电话、双向式无线电对讲机及有源耳机等。抑制噪声目前主流的技术是使用处理音频信号的DSP芯片对声音进行数字分析，然后提取语音、抛弃噪音。这种技术目前有两种主要的方式。一种是基于自适应线性增强器(ALE)的语音提取技术，该技术通常需要采用前置放大器对来自话筒的声音进行放大，然后使用A/D转换器将声音转化为数字信号，再经DSP芯片处理，再由D/A转换器重现为模拟信号。因此，这种技术的缺点在于需要使用多个芯片，总体功耗比较大，且算法常会导致声音失真较大。另一种方式是使用专用的阵列式话筒，配合DSP进行处理。阵列式话筒通常内置两个全向话筒，它只对来自某个或者某些方向的声音信号敏感，对来自非预期方向的噪声有很好的抑制作用。但阵列式话筒的体积一般比较大，同时存在功耗大和失真的问题。相比之下，远场噪声抑制技术和阵列式话筒类似，也使用两个话筒，这两个话筒自由放置，接收到的信号因距离不同而产生幅度和相位的差异。这一差异可以用来实现对远近场声音的鉴别和选择性过滤。NS采用了连续时间模拟信号处理技术使信号处理速度更为快捷稳定，克服了DSP内部程序运行可能引起的信号延迟。

恩智浦拥有不同的降噪技术。NE58633是其一款立体声降噪D类BTL耳机驱动放大器，它使用驻极体麦克风低噪音前置放大器和反馈降噪电路，同时具有静音控制和开关降噪电路。带有外部增益调节的电子麦克风降噪定位放大器和带有噪声解耦的内部电压参考都能够有效降低噪声和EMI干扰。

功耗与性能的博弈

在音频产品当中，通常认为功耗与性能之间总是存在着一定程度的折中。显然主流厂商并不这么认为。

Intersil公司的Brian P. Wong认为，对于D类放大器，功耗的主要来源是放大器功率级的损耗。D类放大器的效率越高，功耗就越低。如果是为每个设计或为每个客户量身定制，这种性能和功耗之间的折中会变得非常冗长和乏味，并且常常要在性能上打些折扣。在对效率和性能之间进行最优折中时，D2Audio专利的“Dynatiming”技术能够根据输出功率的级别自动调节放大器的效率，并保证在不损失音频解决方案所需性能的前提下实现最高的效率。他指出，在更高性能的应用中，D2Audio的闭环技术可以实现更好的性能和电源隔离。

欧胜微电子公司的吴彦祥明确指出，在便携式产品线上，欧胜提供完整的集成性能，对音频性能毫不妥协。例如欧胜最新的产品带有立体声D类扬声器放大器，数模转换信噪比性能超过98dB。欧胜的电源管理技术对此帮助极大。拿WM8900来说，其采用了G类架构，通过一个双重输入、电平位移、智能型电荷泵驱动耳机放大器构建而成。电荷泵产生正负电源供应轨，接地参考耳机输出。电荷泵的自动控制能让耳机在播放时将电源维持在最有效益的操作状态，且无需操作人员或主机软件参与。接地参考G类耳机放大器也将开机、关机、静音、解除静音时所产生的爆音与嘀哒声消除，提供高质量音响。

音频世界前景大好

数字媒体的发展让音频技术找到了更广泛的市场，而高效率、高音质和小体积成为消费者极为青睐的目标。对此，厂商们对各自的技术满怀信心。

Intersil公司的Brian P. Wong指出，便携市场、平板电视以及生活中的电子产品是未来音频应用的三大领域。在这些领域，消费者要求更高质量的音频内容，无论内容是来自平板电视、便携式媒体播放器、上网本，还是车载设备。他认为，D2Audio的Digital Audio Engine系列可以运行“虚拟化”算法来模拟后置的环绕扬声器，从而实现多声道环绕声的感觉，具有高效率(效率>93%)放大、多格式I/O接口，还有数字处理功能，且这些功能在一个很小尺寸的芯片中实现，能够满足包括平板电视和便携电子产品等设备的要求。

欧胜微电子公司的吴彦祥则表示欧胜一直致力于拥有在音频领域最好的技术，并在进入新的领域如电源管理、MEMS麦克风、音频增强技术以及噪声消除、环绕声处理等。从简单的音频技术，到麦克风输入至输出的完整音频解决方案，欧胜重新定义了用户购买产品时的音频体验。

Cirrus Logic公司的Jason Rhode透露，Soundbars(条形音箱)也是一个快速增长的应用领域，在Soundbars解决方案市场，Cirrus Logic相信自己领导着这个市场。

恩智浦公司的张秋明比较看好传统的音箱和功放领域，以及新兴的消费品电子比如上网本。在这些领域，恩智浦的产品得到了广泛应用。随着电子产品设计的不断发展，在一些新的技术架构上，如符合下一代手机要求的全数字输入音频放大器，张秋明认为恩智浦会有新的突破。

NS公司的郭俊杰显然对追逐高效能的PowerWise非常热爱，他说，全世界都在以节能为产品的重要卖点，NS的D类放大器会在未来市场中尽显优势。