可携式电子产品的定义具备如下特性：一、它是手持系统；二、它使用电池供电；三、这些系统通常“可以佩戴”，即用户一般会随身携带。常见的可携式电子产品包括PDA和移动电话。基础技术的不断进步使得市场出现“功能复合型”装置，整合了多种可携式电子产品的功能，如新近推出集PDA、移动电话、MP3播放器及数字相机于一体的产品，便是很好的例证。

由于音频子系统能为可携式电子设备带来高级功能，因此其设计在可携式电子产品中非常重要。从蜂巢式移动电话的基本单声道输出开始，音频子系统需要为各种产品提供多种输出类型，包括头戴耳机的立体声输出（用于播放音乐）和移动电话操作的单声道输出，而且输出的功率也有所不同。

头戴耳机的典型输出功率需求在50至200mW之间，移动电话的单声道输出功率在300至600mW之间，扩音器的输出功率为800至1200mW。采用功率放大器可实现输出功率放大功能。本文将讨论设计音频子系统时所需考虑的问题，并重点介绍音频放大器的性能，这是达到以上设计目标的关键元素。

音质问题

音质是用户接口的重要因素，本文将在这里介绍一些音频子系统的重要特性，可提高音质。其中，音频放大器的作用是放大输入讯号，同时抑制噪声。在放大器中，一个主要噪声源是电源线路本身，经由电源抑制比（PSRR），我们可以展示放大器如何放大输入讯号，并抑制电源线引入噪声的性能。

随着整合度不断提高，对于电源电流量的要求也日益增加。终端用户希望能延长电池使用时间，这即是需要非常高效率的DC-DC转换过程，以及使用效率更高的交换式稳压器。但是与线性稳压器相比，交换式稳压器会在电源线中产生更多涟波。此一趋势使得放大器提供的PSRR指针更加重要，放大器的PSRR越高，越有利于设计。PSRR的单位为分贝（Db），采用对数比例，这即是说，性能提高3dB即代表系数为2。举例说，提供6dB更佳性能的放大器，其降低噪音性能将会提高4倍。

另一个关键设计因素是总谐波失真（THD+N）的程度。这是用于度量放大器真实再现放大的输入讯号的性能，THD+N越低、性能越好；而是否能使产品之功率消耗降到最低，是各家产品的竞争重点所在；参考(图一)。

《图一 放大器的THD+N性能与功耗比较图》

延长电池使用时间

电池使用时间是可携式电子产品系统设计中的一个重要因素，一般移动电话的电池容量为600 maH（3.6V）；降低工作电流及待机电流可延长电池使用时间。但尽管可携式电子产品的功能增多了，产品电池容量却未能同步增长，因此所有系统组件的省电功能变得非常重要。

举例来说，在设计典型的移动电话时，当电池完全充满，手机的待机时间一般为200小时，这显示单位电流消耗为600maH / 200小时即3 mA。但目前已有组件可让手机在待机模式时节省多达6微安的电流，使电池的使用时间延长24分钟；而在运作的情况下，组件电流消耗为1.8mA，而同类组件的一般消耗为5.6mA（输出为1W）。一般移动电话的通话时间通常为200分钟，若能将其延长2分钟，即可在大多数情况下让通话者多打出一通电话。

电路板空间需求

由于可携式电子产品必须在有限的体积中增添更多功能，电路板的空间变得非常珍贵，内部组件也必须在设计时选用单元面积最小的封装。音频放大器备有Mini SO封装（MSOP）和MLP封装（a.k.a. QFN封装），可减少占用的电路板空间。(图二)为各种封装型态的尺寸大小比较。

《图二 不同封装型态之尺寸》

散热因素

有部份可携式电子产品需要以相当高的额定功率，提供高音质的立体声输出，因此需要使用有助于散热的封装。如“无底”封装等形式就因应了这种设计要求。由于无底封装露出了连接裸片的焊垫金属部分，因而可焊接到印刷电路板上以加强热传导性，从而改善热性能。(图三)为无底封装型态的结构。

《图三 大功率放大器的“无底” TSSOP封装》

结论

在改进可携式电子产品的音频子系统性能时，有数个重要因素需要考虑，包括：提升噪声性能、改善功率消耗以延长电池使用时间，以及善用电路板空间和散热需要。经由仔细选择组件，所有这些设计参数都可经过优化，全面满足各种设计要求。

（作者任职于快捷半导体）