便携设备早已成为消费者日常生活必备之电子产品,随之而来的耗电、效能与体积问题都必须获得良好的解决。数字消费性电子市场混合讯号芯片供货商Wolfson(欧胜微电子)便推出了该公司新一代超低功耗音频芯片的第一款芯片产品WM8903。这款新的音频处理芯片内建Wolfson最新的技术,针对可携式多媒体播放器、多媒体手机与掌上型游戏机等应用,能大幅延长便携设备执行音频播放功能之运作时间达40小时之久。

图左起为Wolfson营销计划经理Ian Clark、区域营销经理吴彦翔、亚洲区业务副总裁卢能相、资深产品开发工程师罗正怡。 BigPic:350x263
图左起为Wolfson营销计划经理Ian Clark、区域营销经理吴彦翔、亚洲区业务副总裁卢能相、资深产品开发工程师罗正怡。 BigPic:350x263

Wolfson区域营销经理吴彦翔指出,WM8903的低功耗Codec体积十分轻巧,重点在于运用了Wolfson的高效能音频和低功耗设计,可满足目前市面上各式可携式多媒体装置的使用需求。这使得设计人员可以大幅突破以往产品设计的极限,开发出更具差异化的产品。

WM8903所具备的三大技术,可以先从Class W看起。Class W放大器技术是创新的class G/H,具备调适性的dual drive电荷泵(charge pump)和直流伺服电路架构(DC servo circuit architecture)。Class W耳机放大器技术能够以智能化方式追踪实际的音乐讯号层级,并采用调适性的dual drive电荷泵以维持优化功率消耗。WM8903可经由共同的1.8V模拟和数字电压的电力轨(Power rails)来运作。其优异的电源涟波拒斥比(PSRR)让WM8903可以和其他数字组件共享高噪声的电力轨,而不会影响效能。这种架构不仅成功改善电源消耗的问题,而且也不再需要采用大型直流隔离电容(DC blocking capacitors),大幅地节省电路板空间和音频子系统之物料(BOM)成本。而WM8903也透过改良的低频响应(bass response),藉以提升听觉享受。

Wolfson的Class W放大器技术的调适性dual drive电荷泵和直流伺服电路架构改写了无电容(capless)输出驱动器的规则。当设计人员采用接地参考(ground referenced)输出驱动器时,已不需要在功耗、电路板空间或音频质量之间有所牺牲。这项创新是由Class G/H放大器技术发展而来,能够根据实际的音乐内容讯号进行智能型预测以维持优化放大器效率,为耳机播放模式减少功率消耗。Wolfson的耳机驱动器技术能有效降低整体功耗,因为耳机播放是便携设备最常使用的模式之一。

第二个技术是DAC电容交换架构。SmartDAC技术是一种低功率DAC电容交换架构,这项架构让DAC至耳机的驱动功耗只需4.4mW,并且拥有「效能与功耗匹配组合」的可编程能力,让系统设计者能针对不同的使用情境,例如放在充电座上或行进中使用时予以优化。

SmartDAC可大幅降低DAC功耗。即使采用高噪声的交换式电源供应器,高电源涟波拒斥比(PSRR)仍可以将音频维持在高效能。因此,不再需要一个音频专用的电源,进而节省电路板空间和物料列表(BOM)成本。SmartDAC也包括一项「效能与功耗匹配组合」的可编程能力,能提供细微的功耗与音频效能控制,让系统设计者能够满足要求最严苛的电力消耗问题。

为了能创造更良好的音质,WM8903也整合了SilentSwitch技术,以实现强化的音频效能。SilentSwitch结合箝位(clamp)和序列发生器(sequencer)电路,进一步强化了Wolfson噗声与嘀哒声(pop and click)的噪声抑制能力。这项技术将输出箝位移至接地,以减少耳机放大器在开机、关机、静音与解除静音时的所产生噪声。

整合在SilentSwitch的序列发生器技术,除了能在开机、关机期间进一步减少噗声与嘀哒声噪声之外,整合的缓存器写入序列发生器(register write sequencer)能让控制序列发生器(control sequencer)预先加载并执行音频路径设定(audio path setup),藉由可编程的延迟时间以降低常见的噗声与嘀哒声,提升听觉体验。序列发生器也能节省软件驱动程序开发时间,加速产品上市时程。

此外,当使用录音模式时,WM8903的先进动态范围控制器(Dynamic Range Controller; DRC)提供优化的录音质量。Wolfson也设计一个quick release脉冲噪声过滤器,当出现较大的脉冲噪声时,能提高声音的可辨识性。这个噪声过滤器能够精确地辨识出突发性噪声和实际升高声音之间的差别。

WM8903并提供一个核心组件,支持分布式超低功耗音频子系统。高度弹性让系统设计者可以透过一个整合式的数字麦克风接口使用最新数字输出麦克风,例如Wolfson True Mics技术等。此外,六个具备高度可设定组态的模拟输入能支持立体声麦克风录音,并可连接各种模拟音源。在需要喇叭及耳机的可携式多媒体平台上,额外的音频输出也能与高效率Class D喇叭放大器进行无缝的连接及运作。

Wolson的WM8903音频编译码芯片,重点在于加入了Wolfson最新的Class W、SmartDAC与SilentSwitch等新架构。这些全新的IP架构提供WM8903更低功耗、更高音质与更小体积等优势。此外,动态范围控制器提供了更好的录音效果,5×5×0.55mm的QFN封装也可大幅降低BOM成本,且更便利于手机或各种可携式产品的应用。吴彦翔表示,这些全新的IP架构从WM8903芯片开始,未来将大量运用于Wolfson新的音频芯片上,提供可携式产品更好的音质享受。