手机设计中Pop噪声的处理方法

文章摘要：还有一点要说明的是，差分输入的音频放大器具有很好的噪声抑制能力，如ST的AB类音频放大器TS4994和D类的TS4962。但在选择差分电路的输入电阻和输入电容时，要分别注意两个电阻和电容之间精度匹配的问题。选择时尽量使用高精度的电阻和电容，如果精度不高，也容易带来Pop噪声问题。 立体声耳机的Pop噪声解决方法 手机中立体声耳机每个声道负载阻抗约32Ω，输出功率较小，因此，针对耳机使用的音频放大器输出都采用单端方式的AB类放大器，同样是单电源供电。TS488/9是意法半导体立体声耳机驱动器，本身具有Pop噪声的抑制电路，输入电容、偏置电容和输出电容三者同时存在，Pop噪声来自两个地方，首先是输

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还有一点要说明的是，差分输入的音频放大器具有很好的噪声抑制能力，如ST的AB类音频放大器TS4994和D类的TS4962。但在选择差分电路的输入电阻和输入电容时，要分别注意两个电阻和电容之间精度匹配的问题。选择时尽量使用高精度的电阻和电容，如果精度不高，也容易带来Pop噪声问题。

立体声耳机的Pop噪声解决方法

手机中立体声耳机每个声道负载阻抗约32Ω，输出功率较小，因此，针对耳机使用的音频放大器输出都采用单端方式的AB类放大器，同样是单电源供电。TS488/9是意法半导体立体声耳机驱动器，本身具有Pop噪声的抑制电路，输入电容、偏置电容和输出电容三者同时存在，Pop噪声来自两个地方，首先是输出电容的充电引起，其次是输入电容和偏置电容的充电顺序问题，这和TS4990十分类似。下面重点介绍由于输出电容引起的Pop噪声问题。

与输出为桥式接法（BTL）的音频放大器不同，单端接法需要添加大的隔直电容Cout来消除Vbias，否则Vbias会在耳机上产生直流损耗，使效率降低，甚至损坏耳机。在上电期间，放大器的输出信号对Cout瞬间充电到Vbias；而在断电时，电容两端的电压又从Vbias放电至0V，波形如图5所示，输出电容的瞬间充/放电就会在耳机上产生Pop噪声。 

同时由于Cout和负载形成一个高通滤波器（下式），Cout的大小直接决定截止频率（fc）。为了获得更好低音性能，一般要大于100mF。这样大的电容使Pop噪声愈加明显，Pop噪声的大小成为考核手机音质的一个重要指标。 

为消除Cout引起的Pop噪声，一般采用对Cout进行预充放电的方式，用一个ST的单刀双掷模拟开关STG3155对输出电容在初始阶段进行预充电，通过设置电阻R和电容C调节充电时间，以避免对Cout的充电信号落入音频范围（20kHz~20kHz）。充电完成后，再将此开关断开。实验证明，这种方法可以有效地消除由于隔直电容带来的Pop噪声。

在实际使用中，由于输出电容Cout容值较大，增加了PCB板的面积和成本，且降低了音频信号的低频性能。意法半导体不断推出新的音频放大器消除输出电容。新推出的TS4909立体声耳机放大器在TS488的基础上增加了“虚地”的特性，所谓“虚地”是指输出中间端并不是真实的地，而是0.5倍的电源电压，这样就不再需要输出端的Cout滤除偏置电压了。TS4909能够省去两个大容量的输出电容，完全消除了由Cout带来的Pop噪声问题，并且减小了PCB面积，降低了成本。

总结

由此可见，音频放大器前端的Cin、Cb和后端的Cout都有可能成为Pop噪声产生的原因，在手机设计过程中，首先应该分析Pop噪声产生的原因，再采取不同的方法解决。无论是手机扬声器还是立体声耳机，只要选择相应的器件并合理配置外围元件，Pop噪声都能得到有效的抑制。

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