采用WM8994设计智能手机的十大诀窍

stephenie

1．提前规划音频应用场景。对于每一种应用，首先要搞清楚究竟都有哪些芯片组会启动，然后要搞清楚信号具体从哪里来，又要到哪里去？同时最高效的传输路径是什么？在音频流传输的过程中必须要考虑到一些意外的事件发生。例如，当一个特定的音频通道激活的时候，如果发生某个事件，结果将会是什么？该通道应该是被中止？衰减？与别的某种声音混合？或者是重新寻找其他传输路径？实际上会有多少这类的小型应用会同时运行？

　　2．要为关键应用场景勾勒出音频时钟方案，然后也要为那些边角应用拟出时钟方案。从“惯例”上来看，今天的边缘应用就可能是明日的“必备”功能。要确保各个锁相环(FLL)、时钟分配器和音频接口都配置妥当，使得处理器中的存储缓冲器不会因为非最佳配置而过满或过空。由于WM8994中有足够强大的时钟可编程能力，因此能够覆盖绝大多数的场景；但值得考虑的问题是，FLL基准时钟应当来自每个应用的什么地方？究竟哪一个端口应该被配置成操作主模式？通过多个时钟输入引脚中的一个来连接到始终唤醒的32KHz时钟，就能够在许多情况下实现功率节省，特别是在需要一个时钟对GPIO输入进行去抖动的待机模式，或者是在简单的低功率音乐回放模式中。利用音频接口位时钟和帧时钟作为FLL的基准输入，就不再需要另外的高频主时钟输入，从而实现了功率节省。

　　WM8994的采样率转换器允许该器件在两个彼此完全独立的时钟域内工作，支持音频混合和发送(路由)跨越这些时钟边界。由于器件的采样率转换器工作在两个全双工通道中的最大的一个上，因此，当采样率转换器连接到音频接口2和/或音频接口3上时，几乎没有什么限制，而音频接口2和3通常是连接到几乎很少需要多于一个或两个并发通道的无线芯片组的接口。

　　3．不用担心采用D类工作模式的喇叭放大器。这种模式的放大器所节省的功耗是非常多的，所节省的功耗通常可以达到几十甚至几百毫瓦。随着更多采用立体声喇叭的手机出现在市场上，节省的功耗自然会翻倍。设想一下，如果所节省的功率预算能够用于系统中其他的功能，对于那些对D类放大技术不太熟悉的工程师来说，数据手册都给出了有关各方面的具体建议，包括电磁兼容(EMC)设计、如何选用喇叭、如何提高效率以及如何实现最佳的电路板设计。在早期的手机设计中，人们通常比较关注EMC；而如今，设计工程师则往往关注热设计，因为实际上在某些案例中，热耗散对手机性能的约束更大。于是设计工程师们开始对电源利用效率予以更多的关注。D类放大器具有更高的效率，因而减小了喇叭放大器所用电源上的电流浪涌，这种浪涌会引起电池电压的下降以及系统更早停止工作，并缩短电池寿命，尤其是这种浪涌与系统中其他的电流浪涌一起出现时，上述问题将更加严重。电池压降幅度的减小将有助于降低高信号电平上的失真，而在有的场合还将提供更大的空间来提高喇叭的最大输出信号。

　　4．在可能的地方，都应该用数字连接来替代到调制解调器的模拟连接。尽管WM8994也能够支持模拟语音数据通道，不过这种模拟方案会占用更多的系统级功耗，从而更容易遭受串扰侵害，这在很多情况下会导致PCB返工，并且会增加由信号通道上无源元器件的额外成本及电路板面积开销(图1）。




采用WM8994将大幅改善音频性能。

　　例如，当在编解码器与调制解调器之间利用脉冲编码调制(PCM)链路来传送一个有线耳机的语音呼叫时，如果连接到数字数据流，将会支持在耳机输出来激活W类模式，这将使编解码器节省功耗；同样还通过关闭通常功耗较大的内置DAC，也能使调制解调器节省功耗。在一个听筒呼叫或者免提模式下，利用数字连接，还允许喇叭调谐采用集成式参数均衡(EQ)，而且EQ设置的控制只需要通过一个器件(通常是应用处理器)即可实现，而非依赖于两个或三个处理器来重复相同的调谐功能。

　　5．在可能的地方，应该在系统级而非在器件级考虑数字麦克风的好处。摒弃过长的模拟麦克风连线，有助于减少成本并节省空间。如今，为了降低噪音，麦克风阵列正在普遍被采用，而随着手机麦克风数量的增加，在众多麦克风信号通道的布线中，其中某个通道靠近噪声源的可能性很高。尽管通过差分连接和精心布线可以改善噪声的免疫能力，但在信号通道中对高质量电容器的需量却高达一倍。利用数字连接将能够改善噪声免疫能力，为此，WM8994提供多达4个的数字麦克风通道。必须注意，为了获取最佳性能，在采用麦克风阵列时，选用具有最佳匹配特性的麦克风是至关重要的。

　　6．要确保将应用处理器的串行接口连接到WM8994，这样能够支持所有各种音频应用所需的最高采样率。另外，还需检查支持像麦克风阵列处理或多路并发音频数字流处理这类大处理量所需的TDM通道的数量。

　　7．应选择一个有效的电源管理架构。实际上WM8994只需要两个外部电源电压。通常，一个是直接连接到电池，而另一个则是连接到1.8V电源上。由于1.8V的电源为电荷泵供电，进而为参考电平为地电平的耳机放大器供电，因此，对于该电源，最好是采用一个高效率的开关电源调节器，例如，可以用一个低压差线性稳压器(LDO)供电，以确保耳机的低功耗性能不受到影响。

　　8．在为听筒和有线耳机听筒设置语音呼叫时，在可能的地方，尽可能采用数字侧音特性；与模拟侧音相比，该数字通道的风噪声滤波和低延迟能够提供更为自然的环绕侧音。而在模拟侧音中，包含有容易令人分心的低频机械性分量和风噪声分量，或者在基带处理器中利用软件来实现侧音，这样会引入一些延迟，导致听起来声音有一些变化。

　　9．在耳机输出通道中请采用模拟音量控制，或者说至少在低于满量程以下的初始几个分贝的范围内使用模拟音量控制。对于噪声性能的改善来讲，这样做可能带来额外4个分贝的收益，这对于如今的高灵敏度耳麦来说可是无价之宝。由于近年来耳机的声学效率有了大幅提高，因而对数字模拟转换器(DAC)的信噪比性能和耳机放大器的噪声性能方面的要求更加苛刻了；如果DAC中的信噪比性能不足的话，在使用耳麦时就会导致发出可听见的音调或者“嘶嘶”声。如果采用模拟音量控制的话，WM8994能够为负载提供高达100dB的信噪比，这将使得耳机上的噪声额外降低4dB。典型情况下，比起市场上的许多编解码器，该方案所提供的噪声性能改善可以高达10dB。对于用户来说，通过这个改善可以明显地感受到的区别就是能够直接听到噪声与根本听不见噪声的巨大差别。

　　10．需要仔细地为耳机输出选择串联电阻器。在许多国家，对于耳机的最大输出功率都有明确的法规，目的是为了避免损坏听力，故设计工程师在选择电阻值时必须要牢记这一点。该电阻值应该小到使得线负载(例如Hi-Fi输入)处的输出电压衰减在满量程时还能够支持1Vrms的电压，这是人们通常所期望的；另一方面，该电阻值还必须足够大，以便对于较小的负载，经过适度的衰减，还能够满足那些国家有关耳机功率方面的法规要求。对于WM8994而言，由于其输出功率额定值较高，因此，即便是选用了阻值比较大的串联电阻，其耳机输出还能够以非常低的失真水平来驱动耳机。1Vrms的输出即使在总负载因需求低至32Ω时仍能够实现。






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WM8994，图片~~调 试。

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这颗芯片，目前调试的人还是比较多的，建议大家可以考虑一下。

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