使用负摆幅模拟开关来改善系统音频性能

＆amp; nbsp;长期以来，便携式产品设计人员几乎只依赖于其输出偏置设置为Vcc / 2的标准放大器。

此配置非常适合与标准模拟开关一起使用，并且信号在通过时不会产生削波，并且可以保持较高的音频性能。

在开关和扬声器之间放置一个交流耦合电容器，以消除音频信号上的直流偏置电压。

使用新型的低功耗，D类，零偏置输出音频放大器/负摆幅开关组合可以消除交流耦合电容器，从而使设计人员可以获得很多系统优势，同时还可以满足提供更大扬声器的需求。

电源要求。

这些益处包括更低的成本，更少的电路板空间，简化的材料清单以及消除“ POP”主要来源的能力。

噪音。

负摆幅系统的优点在交流耦合系统中，当从一个音频源切换到另一个音频源时，或在放大器上电期间，“ POP”信号将被输出。

可能会产生噪音。

由于当电容器电压突然变化时会产生POP噪声，因此必须使用低阻抗通道，并且必须允许电流通过，然后电容器上的电荷才能达到稳定状态。

在电容器充电的时刻，扬声器上将出现电流尖峰，这将引起“ POP”现象。

噪音。

负向摆动系统的主要优点之一是，它可以显着减少“ POP”运动。

与音频信号线接线有关的噪声和咔嗒声。

负摆幅模拟开关可以减少“ POP”通过以下方式产生噪音。

第一种也是最重要的方法是卸下交流耦合电容器。

图1显示了使用模拟开关的传统Vcc / 2偏置音频通道。

这里，需要一个AC耦合电容器，以在音频信号到达扬声器之前将偏置电压从Vcc / 2更改为零伏。

这种应用非常普遍，这使得单个扬声器共享设备中的复合音频源变得非常方便。

＆amp; Nbsp;图1：带有AC耦合电容器的标准Vcc / 2偏置音频通道。

第二个常见应用是使用模拟开关的双向特性来实现单个放大器来驱动多个扬声器。

通过将音频源连接到公共端口，您可以使用该开关在两种不同输出扬声器模式（例如耳机和免提模式）之间传输音频信号。

图2显示了使用负摆幅音频放大器和负摆幅模拟开关的相同系统配置。

由于放大器的音频输出已经偏置到零伏，因此不再需要交流耦合电容器。

模拟开关可以传递负输入信号，因此无需更改放大器的输出偏置以防止削波。

卸下交流耦合电容器可消除电容器的充电和放电效应以及产生POP噪声的电流尖峰，从而有效消除音频系统中POP噪声的主要来源。

＆amp; Nbsp;图2：不带交流耦合电容器的负摆幅音频系统。

去除耦合电容器不仅可以改善音频性能和质量，而且可以节省电路板的空间（耦合电容器通常尺寸较大，通常在100〜20μF之间）。

除传递负信号外，某些模拟开关还在未使用的端口上具有内置的终端电阻，通过释放未选择端口上的寄生线或电路板电容引起的电荷积累，可以进一步提高产品的噪声抑制性能。

去除电容是减少噪声的主要因素，增加内置终端电阻也有助于提高POP噪声抑制性能。

除上述纯音频应用外，负摆幅特性还可以改善多信号共享的设计性能。

图3所示的FSA2380用于在全速USB，音频和UART数据之间切换。

由于这些开关可以由参考地的标准电源供电，因此它们不仅可以处理负摆幅音频信号，而且可以处理参考地/ Vcc / 2的标准信号。

此功能使这类产品用途非常广泛，设计人员可以轻松地意识到不同类型的信号共享一个公共端口。

＆amp; Nbsp;图3：具有负摆幅性能的模拟开关FSA2380可以多路复用多个信号。

负摆幅音频系统的第二个优点是，它允许设计人员在特定的电源电压范围内增加音频路径的电压摆幅。

由于系统电源通常限于电池可提供的最大电压，因此使用标准音频时的变化幅度很小