任苙萍Anita Ren/黃繼寬Trevor Huang
一個優質的攜帶型電子產品聲頻系統，須具備什麽條件？在類比世界著墨甚深且擁有龐大兵力布署的美國國家半導體(以下簡稱NS)，對此有著深刻體會。NS聲頻產品亞太區市場經理吳渭強一語道破其中關鍵：音色優美亮麗、可以靈活映射(signal mapping)，並具備調節信號的功能、簡單的內部線路互連以及容易使用的人機介面。
GSM行動電話使用的日漸普及，已然成為生活上不可或缺的通信工具；為確保通話品質，如何克服像TDD這類令人厭煩的噪音干擾，每每考驗著手機設計人員。事實上，這種情況並不限於行動電話，幾乎所有攜帶型聲頻系統都有這個現象，尤其每當頻率相近的聲頻系統靠近手機GSM信號源時，這種噪音干擾便尤為顯著。其次，由於攜帶型聲頻系統播放音樂時，使用者和揚聲器之間的距離很近，使用耳機時更是緊貼著收聽者的耳朵，很容易受到開關/切換噪音的干擾，都對攜帶型聲頻系統的設計帶來巨大的課題。
擁有多項抑制噪音獨特專利技術的美國國家半導體，在這方面取得了絕佳的利基。NS差動輸入聲頻放大器系統便可改善共模抑制比(CMRR)，從源頭著手、徹底抑制來自聲頻系統輸入的噪音，並可改善系統電源抑制比(PSRR)，以抑制來自系統供電線路的噪音提供全面性保護。同時，美國國家半導體擁有獨特的開關/切換噪音抑制技術，可將電源開關時產生的開關/切換噪音減至最少；其最新的專利技術，更可抑制由揚聲器傳入的外來噪音。
串音干擾和封裝尺寸 限制設計的兩道緊箍咒
在信號映射方面，美國國家半導體的一系列聲頻子系統便能在晶片內提供完善的信號切換及混頻功能。加盟NS十多年、現負責聲頻產品推廣的吳渭強說，由於攜帶型聲頻系統的兩個身歷聲揚聲器相距較近，以致容易產生串音干擾，大大影響身歷聲聲頻效果。
為了解決串音干擾問題，美國國家半導體特別為攜帶型聲頻系統開發美國國家半導體3D音效技術，其優點是可將串音干擾減至最少，使身歷聲揚聲器可以展現猶如置身現場的3D聲頻效果。此外，美國國家半導體的3D音效增強技術採用純類比的電路，可支援任何身歷聲輸入信號源，而且無需進行編碼及解碼便可增強Midi至FM身歷聲射頻輸入的身歷聲效果。美國國家半導體的3D音效增強技術可以改善聲頻系統的身歷聲聲頻效果，是一個極具成本效益而又功能齊備的解決方案。
攜帶型聲頻系統因受其外型所限，大都採用封裝極為小巧的晶片，這是市場的發展趨勢。美國國家半導體的micro SMD封裝一直是市場上的領導者。當同業仍在採用7mm x 7mm的PQFP封裝時，美國國家半導體早已推出大小只有3.94mm x 3.94mm而間距只有0.5mm的micro SMD封裝，為市場提供另一更為理想的選擇。到目前為止，NS已成功推出間距只有0.4mm的新一代封裝，以便客戶可以進一步縮小產品。除了micro SMD封裝之外，還有LLP封裝可供客戶選擇。
簡言之，攜帶型電子產品的聲頻系統都採用高度整合的技術，各大廠商都一直儘量縮小電路板以及降低系統功耗，可見這是市場的發展趨勢。展望未來，類比聲頻技術將會被數位聲頻技術所取代，屆時I2S輸入至D類(Class D)放大器輸出之間的傳輸路徑將可全面支援全數位式的聲頻資料流程。
提昇整合度的另類思考
除了在封裝技術上持續投資以求持續縮小元件尺寸之外，其實還有另一種做法可以進一步縮小元件佔用PCB板面積的作法，那就是將半導體元件整合到其他元件或次系統中。在這方面國家半導體也已經獲得初步成果。
吳渭強指出，國家半導體的Boosted Boomer技術可以將DC-DC轉換器(例如LM4960、LM4961、LM4962、LM4953)整合進功率放大器中，這樣一來，功率放大器將可提供高達12V的擺盪電壓輸出。這項設計讓功率放大器具備直接驅動揚聲器的能力，甚至可以讓像是太陽誘電、村田有限公司、NXT等揚聲器供應商直接把功率放大器整合進揚聲器內部，手機設計製造商也因而不必再騰出PCB板空間給功率放大器。
除了揚聲器端之外，國家半導體也有一系列類比與數位麥克風放大器，可以與最近開始興起的MEMS(微機電整合)麥克風搭配運作，讓麥克風可以直接輸出類比或數位訊號給後段的處理器。
總而言之，國家半導體在縮小元件尺寸方面，除了傳統的封裝技術改良之外，也在思考與聲頻次系統中的其他元件整合的可能性。雙管齊下，為的就是在系統設計越來越小巧的今日，為國家半導體取得獨特的競爭優勢。
全數位聲頻技術豔驚四座
談到近來備受討論的無線市場，美國國家半導體也積極涉入，它同時也是多個無線寬帶標準組織的活躍成員。致力為行動通信系統處理器制定開放式的介面標準，並大力向業界倡議採用的行動通信系統處理器介面(MIPI)聯盟，就是其中之一。
吳渭強表示，在無線通信產品市場中，有幾項特性是要特別注意的。首先是聲頻模組必須與基帶晶片分開，成為完全獨立的聲頻子系統，使基帶晶片成為全數位電路，確保整個生產過程可以採用更精密的製程技術，以提高功率轉換效率及系統傳輸量，使系統更具成本效益。此外，聲頻子系統則負責控制麥克風、FM射頻收發系統等類比電路的所有聲頻輸入/輸出，而I2S、PCM、基頻晶片之間的LML、數位麥克風、MP3、BT等數位電路的所有聲頻輸入/輸出也直接受聲頻子系統的控制。
另一方面，以汽車市場來說，車內的音響系統必須採用分散式電源模組，而主動式D類揚聲器模組與控制台之間則必須利用全數位聲頻線路進行互連，只有這樣才可改善信噪比以及更有效分配電源。為此，美國國家半導體推出採用全數位技術的聲頻系統，例如，LMV1024/1026一類的身歷聲數位麥克風晶片以及LM4935一類的數位聲頻子系統都屬於採用全數位技術的聲頻解決方案。
高整合度、豐富產品線、廣泛技術支援 建構競爭利基
美國國家半導體有多種不同的聲頻解決方案可供選擇，其中包括獨立的聲頻功率放大器以至高度整合的聲頻子系統。哪一個解決方案較為適用完全取決於客戶的要求，以下是一些可供參考的示例：
以傳送語音為主的系統可採用設計簡單的聲頻放大器如LM4923。
像尋呼機這類電池壽命必須較長的產品則比較適宜採用LM4671這種簡單的D類(Class D)放大器。
可支援多個類比及數位聲頻輸入並設有身歷聲揚聲器播放系統的個人多媒體播放系統最適宜採用LM4934這類高性能的多媒體子系統。
至於外型纖薄、功能齊備的智慧型電話，設有全數位聲頻系統及行動電話射頻收發介面的LM4935放大器晶片是最理想的選擇。
簡單的內部線路互連及容易使用的人機介面：美國國家半導體3D音效增強技術的所有信號映射及調節功能都可以通過I2C或SPI這類極為簡單而又廣受業界歡迎的通信匯流排加以控制。NS已將系統的控制機制簡化，例如暫存器的複雜映射操作已改為簡單的操作模式，讓系統設計工程師更易明白我們的晶片如何運作，以及輕易便能將晶片編程，好處是可以縮短產品的設計時間，而設計師與手機用戶則無需擔心軟體會出現錯誤。
美國國家半導體有多種不同的聲頻產品，可滿足不同客戶的不同需要。例如高性能的Boomer系列聲頻放大器便有多種不同的標準元件及特殊應用標準產品(ASSP)可供選擇，其中包括聲頻子系統、陶瓷揚聲器驅動器等，其應用範圍非常廣泛，包括各種不同的便攜產品，例如標準型號行動電話、高效多媒體電話、智慧型電話及個人多媒體播放器(PMP)等。
美國國家半導體還有一系列功率適中的D類放大器，主攻正在茁壯成長的液晶顯示電視機市場，而另一Overture系列高功率、高性能放大器則主要針對音響效果要求較高的家庭劇院系統。總括而言，美國國家半導體高度整合的聲頻子系統，可幫助客戶縮短產品的研發周期，且其在中國的銷售隊伍及經銷網路，可為國內的客戶提供最完善的服務及技術支援。
一個優質的攜帶型電子產品聲頻系統，須具備什麽條件？在類比世界著墨甚深且擁有龐大兵力布署的美國國家半導體(以下簡稱NS)，對此有著深刻體會。NS聲頻產品亞太區市場經理吳渭強一語道破其中關鍵：音色優美亮麗、可以靈活映射(signal mapping)，並具備調節信號的功能、簡單的內部線路互連以及容易使用的人機介面。
GSM行動電話使用的日漸普及，已然成為生活上不可或缺的通信工具；為確保通話品質，如何克服像TDD這類令人厭煩的噪音干擾，每每考驗著手機設計人員。事實上，這種情況並不限於行動電話，幾乎所有攜帶型聲頻系統都有這個現象，尤其每當頻率相近的聲頻系統靠近手機GSM信號源時，這種噪音干擾便尤為顯著。其次，由於攜帶型聲頻系統播放音樂時，使用者和揚聲器之間的距離很近，使用耳機時更是緊貼著收聽者的耳朵，很容易受到開關/切換噪音的干擾，都對攜帶型聲頻系統的設計帶來巨大的課題。
擁有多項抑制噪音獨特專利技術的美國國家半導體，在這方面取得了絕佳的利基。NS差動輸入聲頻放大器系統便可改善共模抑制比(CMRR)，從源頭著手、徹底抑制來自聲頻系統輸入的噪音，並可改善系統電源抑制比(PSRR)，以抑制來自系統供電線路的噪音提供全面性保護。同時，美國國家半導體擁有獨特的開關/切換噪音抑制技術，可將電源開關時產生的開關/切換噪音減至最少；其最新的專利技術，更可抑制由揚聲器傳入的外來噪音。
串音干擾和封裝尺寸 限制設計的兩道緊箍咒
在信號映射方面，美國國家半導體的一系列聲頻子系統便能在晶片內提供完善的信號切換及混頻功能。加盟NS十多年、現負責聲頻產品推廣的吳渭強說，由於攜帶型聲頻系統的兩個身歷聲揚聲器相距較近，以致容易產生串音干擾，大大影響身歷聲聲頻效果。
為了解決串音干擾問題，美國國家半導體特別為攜帶型聲頻系統開發美國國家半導體3D音效技術，其優點是可將串音干擾減至最少，使身歷聲揚聲器可以展現猶如置身現場的3D聲頻效果。此外，美國國家半導體的3D音效增強技術採用純類比的電路，可支援任何身歷聲輸入信號源，而且無需進行編碼及解碼便可增強Midi至FM身歷聲射頻輸入的身歷聲效果。美國國家半導體的3D音效增強技術可以改善聲頻系統的身歷聲聲頻效果，是一個極具成本效益而又功能齊備的解決方案。
攜帶型聲頻系統因受其外型所限，大都採用封裝極為小巧的晶片，這是市場的發展趨勢。美國國家半導體的micro SMD封裝一直是市場上的領導者。當同業仍在採用7mm x 7mm的PQFP封裝時，美國國家半導體早已推出大小只有3.94mm x 3.94mm而間距只有0.5mm的micro SMD封裝，為市場提供另一更為理想的選擇。到目前為止，NS已成功推出間距只有0.4mm的新一代封裝，以便客戶可以進一步縮小產品。除了micro SMD封裝之外，還有LLP封裝可供客戶選擇。
簡言之，攜帶型電子產品的聲頻系統都採用高度整合的技術，各大廠商都一直儘量縮小電路板以及降低系統功耗，可見這是市場的發展趨勢。展望未來，類比聲頻技術將會被數位聲頻技術所取代，屆時I2S輸入至D類(Class D)放大器輸出之間的傳輸路徑將可全面支援全數位式的聲頻資料流程。
提昇整合度的另類思考
除了在封裝技術上持續投資以求持續縮小元件尺寸之外，其實還有另一種做法可以進一步縮小元件佔用PCB板面積的作法，那就是將半導體元件整合到其他元件或次系統中。在這方面國家半導體也已經獲得初步成果。
吳渭強指出，國家半導體的Boosted Boomer技術可以將DC-DC轉換器(例如LM4960、LM4961、LM4962、LM4953)整合進功率放大器中，這樣一來，功率放大器將可提供高達12V的擺盪電壓輸出。這項設計讓功率放大器具備直接驅動揚聲器的能力，甚至可以讓像是太陽誘電、村田有限公司、NXT等揚聲器供應商直接把功率放大器整合進揚聲器內部，手機設計製造商也因而不必再騰出PCB板空間給功率放大器。
除了揚聲器端之外，國家半導體也有一系列類比與數位麥克風放大器，可以與最近開始興起的MEMS(微機電整合)麥克風搭配運作，讓麥克風可以直接輸出類比或數位訊號給後段的處理器。
總而言之，國家半導體在縮小元件尺寸方面，除了傳統的封裝技術改良之外，也在思考與聲頻次系統中的其他元件整合的可能性。雙管齊下，為的就是在系統設計越來越小巧的今日，為國家半導體取得獨特的競爭優勢。
全數位聲頻技術豔驚四座
談到近來備受討論的無線市場，美國國家半導體也積極涉入，它同時也是多個無線寬帶標準組織的活躍成員。致力為行動通信系統處理器制定開放式的介面標準，並大力向業界倡議採用的行動通信系統處理器介面(MIPI)聯盟，就是其中之一。
吳渭強表示，在無線通信產品市場中，有幾項特性是要特別注意的。首先是聲頻模組必須與基帶晶片分開，成為完全獨立的聲頻子系統，使基帶晶片成為全數位電路，確保整個生產過程可以採用更精密的製程技術，以提高功率轉換效率及系統傳輸量，使系統更具成本效益。此外，聲頻子系統則負責控制麥克風、FM射頻收發系統等類比電路的所有聲頻輸入/輸出，而I2S、PCM、基頻晶片之間的LML、數位麥克風、MP3、BT等數位電路的所有聲頻輸入/輸出也直接受聲頻子系統的控制。
另一方面，以汽車市場來說，車內的音響系統必須採用分散式電源模組，而主動式D類揚聲器模組與控制台之間則必須利用全數位聲頻線路進行互連，只有這樣才可改善信噪比以及更有效分配電源。為此，美國國家半導體推出採用全數位技術的聲頻系統，例如，LMV1024/1026一類的身歷聲數位麥克風晶片以及LM4935一類的數位聲頻子系統都屬於採用全數位技術的聲頻解決方案。
高整合度、豐富產品線、廣泛技術支援 建構競爭利基
美國國家半導體有多種不同的聲頻解決方案可供選擇，其中包括獨立的聲頻功率放大器以至高度整合的聲頻子系統。哪一個解決方案較為適用完全取決於客戶的要求，以下是一些可供參考的示例：
以傳送語音為主的系統可採用設計簡單的聲頻放大器如LM4923。
像尋呼機這類電池壽命必須較長的產品則比較適宜採用LM4671這種簡單的D類(Class D)放大器。
可支援多個類比及數位聲頻輸入並設有身歷聲揚聲器播放系統的個人多媒體播放系統最適宜採用LM4934這類高性能的多媒體子系統。
至於外型纖薄、功能齊備的智慧型電話，設有全數位聲頻系統及行動電話射頻收發介面的LM4935放大器晶片是最理想的選擇。
簡單的內部線路互連及容易使用的人機介面：美國國家半導體3D音效增強技術的所有信號映射及調節功能都可以通過I2C或SPI這類極為簡單而又廣受業界歡迎的通信匯流排加以控制。NS已將系統的控制機制簡化，例如暫存器的複雜映射操作已改為簡單的操作模式，讓系統設計工程師更易明白我們的晶片如何運作，以及輕易便能將晶片編程，好處是可以縮短產品的設計時間，而設計師與手機用戶則無需擔心軟體會出現錯誤。
美國國家半導體有多種不同的聲頻產品，可滿足不同客戶的不同需要。例如高性能的Boomer系列聲頻放大器便有多種不同的標準元件及特殊應用標準產品(ASSP)可供選擇，其中包括聲頻子系統、陶瓷揚聲器驅動器等，其應用範圍非常廣泛，包括各種不同的便攜產品，例如標準型號行動電話、高效多媒體電話、智慧型電話及個人多媒體播放器(PMP)等。
美國國家半導體還有一系列功率適中的D類放大器，主攻正在茁壯成長的液晶顯示電視機市場，而另一Overture系列高功率、高性能放大器則主要針對音響效果要求較高的家庭劇院系統。總括而言，美國國家半導體高度整合的聲頻子系統，可幫助客戶縮短產品的研發周期，且其在中國的銷售隊伍及經銷網路，可為國內的客戶提供最完善的服務及技術支援。
