功能丰富、完善的GSM/GPRS蜂窝电话音频记录/回放方案

文章摘要：利用Maxim的DirectDrive技术可以去掉这两个串联电容，因为放大器的输出参照于0V。这种情况下的低频分量则受限于去直流滤波器(数字源，正如MAX9851中所设计的)，或者受限于线路或麦克等模拟源输入上的输入耦合电容。DirectDrive设计的另一个优点是，当其离开或进入关断模式时，从根本上消除了产生咔嗒/噼噗声的原因。因为没有串联电容，也就无需对电容充电或放电，开/关过程中没有净电流流过耳机。MAX9851的立体声耳机输出也可工作在桥式单声道方式(图2)，以便兼容不同的耳机和配件。同一个插座既可用于立体声耳机，或者也可用于单声道头机(麦克加开关和扬声器)。这种模式下输出仍然参照于地

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利用Maxim的DirectDrive技术可以去掉这两个串联电容，因为放大器的输出参照于0V。这种情况下的低频分量则受限于去直流滤波器(数字源，正如MAX9851中所设计的)，或者受限于线路或麦克等模拟源输入上的输入耦合电容。DirectDrive设计的另一个优点是，当其离开或进入关断模式时，从根本上消除了产生咔嗒/噼噗声的原因。因为没有串联电容，也就无需对电容充电或放电，开/关过程中没有净电流流过耳机。

MAX9851的立体声耳机输出也可工作在桥式单声道方式(图2)，以便兼容不同的耳机和配件。同一个插座既可用于立体声耳机，或者也可用于单声道头机(麦克加开关和扬声器)。这种模式下输出仍然参照于地，耳机电缆上没有直流电压。因此，出现短路故障的机会要小的多。

F图2. DirectDrive耳机输出可工作于桥式单声道方式或立体声方式。Maxim专有的参照于地的输出意味着不再需要串联耦合电容，节省成本和PCB空间。

受话器输出也使用Direct Drive设计中的电荷泵来供电，这样输出仍然是单端的，允许扬声器负端连接到GND (0V)。输出仍然具有和更为典型的BTL (差分)输出几乎相同的电压摆幅，因为反相电荷泵提供了一个绝对值几乎等于外加AVDD的负电源轨。最终输出到受话器扬声器两端的峰到峰输出几乎可以达到2 x AVDD。

模拟音频—D类扬声器放大器

MAX9851整合了Maxim的第三代D类技术来驱动8Ω (或4Ω)扬声器。D类(开关型)放大器相对于AB类(线性)放大器的优势主要在效率。AB类放大器会在输出元件中耗散大量功率，除非放大器被驱动到削波状态。然而，由于D类放大器的输出元件工作在开关状态，其热耗要小的多，因此可以延长电池寿命。如果蜂窝电话被频繁用在扬声器模式，或支持按下即通话(push-to-talk：PTT)工作方式，延长的电池寿命会非常显著。

然而，在使用D类结构时需要特别谨慎，尤其是当用在核心功能为射频收/发的产品中时，例如蜂窝电话。高效率D类放大器工作中产生的快速切换沿会带来射频辐射问题，特别是当印制板布线和扬声器引线较长时问题会更严重。为应对射频辐射问题，MAX9851中的立体声D类扬声器放大器采用了公司专有的EMI抑制技术(主动限制辐射)，以轻微的效率降低为代价，大幅度抑制了扬声器引线/布线上的射频辐射。精湛的IC构造技术使D类开关输出级对于CODEC中其他敏感的低噪声模拟电路的干扰减至最低。

该立体声放大器可直接工作于未经过电压调整的单节锂离子电池，当工作于4.2V电源时可向8Ω扬声器输出1W功率(图3)。如果使用更低阻抗的扬声器，还可以输出更高功率，不过在蜂窝电话常用的小口径扬声器中很难找到4Ω的。

图3.MAX9851中的立体声D类扬声器放大器可直接工作于电池电压，4.2V电源下可提供1W连续输出(于10% THD+N，1kHz信号)。

数字音频—通用架构，信号流

为实现通话—这个GSM/GPRS蜂窝电话的基础功能，要求系统提供一条8kHz (或16kHz)采样率的ADC/DAC通道，两个方向都具有16位深度。在MAX9851中，该输入/输出通道完全同步于13MHz (或26MHz，对应于fs = 16kHz)的MCLK输入，以确保没有丢失或重复的采样。S1数字输入/输出接口能够工作于GSM语音模式(图4)，可为这项基础功能提供接口。S1数字接口可工作于主或从模式。

图4.GSM语音模式下的S1输出支持基本的GSM语音转换功能。它可工作在主或从模式下，从模式要求主机提供BCLK和LRCLK时钟。

许多中高档电话一般还要求提供位数和采样率更高的DAC功能。例如用它来播放WMA/MP3音乐或产生WAV文件的铃音。将用于此功能的数模转换与用于语音的转换器整合在一起有利于提高集成度，并且使所有数据转换任务集中到一个“点源”中。这样的整合在产品设计中非常有用，如果试图在模拟域中综合两种功能，势必会遇到地环路和音频电平差异等问题。

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