利用集成方案簡化USB-C模擬音頻的設(shè)計方案

很少有一天不會碰到?jīng)]戴音頻耳塞或耳機(jī)的人。音頻已不再與家庭立體聲系統(tǒng)、汽車收音機(jī)和Walkman?隔離。音頻現(xiàn)已成為大多個人電子設(shè)備的主打。盡管正趨向無線藍(lán)牙耳機(jī)而發(fā)展，但有人爭辯說有線耳機(jī)的音頻質(zhì)量仍較高。此外，使用無源有線耳機(jī)無需擔(dān)心電池電量會耗盡。隨著USB-C（稱為Type-C）的推出以及單一通用連接器的趨勢，有線音頻也必須適應(yīng)新趨勢。安森美半導(dǎo)體提供的產(chǎn)品可幫助系統(tǒng)設(shè)計人員將音頻集成到USB-C中，同時保持真正的高保真度。

許多人擔(dān)心如沒有3.5mm插孔會影響通過連接器的音頻質(zhì)量。大多數(shù)將USB傳統(tǒng)連接器和USB-C與嚴(yán)格的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。人們普遍認(rèn)為，USB-C上的音頻必須是數(shù)字的。為了使USB-C具有通用性和包容性，USB-C規(guī)范允許使用模擬音頻及數(shù)字音頻。 USB-C規(guī)范中有一個條款說明，如果使用模擬音頻，則系統(tǒng)中也必須支持?jǐn)?shù)字音頻。USB-C電纜具有專用的D+/D-引腳，除支持?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，還支持模擬音頻R和L信號。SBU引腳可用于麥克風(fēng)和接地信號。雖然一些耳機(jī)制造商正在開發(fā)具有USB-C連接器的耳機(jī)，但許多公司仍在開發(fā)轉(zhuǎn)換加密狗。加密狗是一種小型適配器，一端帶有3.5mm端口，另一端帶有USB-C，使消費(fèi)者繼續(xù)使用自己喜歡的3.5mm耳機(jī)。加密狗的主要問題是增加的復(fù)雜性。現(xiàn)在，音頻發(fā)燒友都任由擺布，受制于任何DAC與另一個模擬放大器集成到加密狗中。全世界發(fā)燒友一直力求盡量減少傷害信號的機(jī)會。消費(fèi)者無從知道加密狗中的附加電路可能有多好。信號鏈中的每個階段都會增加失真和矯作，從而降低您想要享受的信號質(zhì)量。雖然加密狗的存在可能會影響音質(zhì)，但許多消費(fèi)者選用這種便宜的選項(xiàng)，而不是立即更換自己鐘愛的耳機(jī)。

隨著USB-C上模擬音頻的出現(xiàn)，設(shè)計人員面對保持音質(zhì)的挑戰(zhàn)。更高的音質(zhì)靠引入最少數(shù)量的干擾和失真，且通常通過測量元件的總諧波失真加噪聲（THD+N）來量化。此參數(shù)通常在音頻產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中找到。THD+N值越低，設(shè)備保留的音頻將越多，聲音質(zhì)量也越好。安森美半導(dǎo)體的音頻開關(guān)具有業(yè)界領(lǐng)先的THD+N性能。

安森美半導(dǎo)體的集成方案能簡化USB-C模擬音頻的集成，同時保持信號完整性和音頻高質(zhì)量。安森美半導(dǎo)體提供的方案包括用于USB-C CC隔離的開關(guān)，用于音頻的多路復(fù)用器和傳統(tǒng)USB信令。還有用于信號接地、麥克風(fēng)和SBU交叉點(diǎn)的感應(yīng)開關(guān)。每個開關(guān)都經(jīng)過專門優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)其各自協(xié)議的最佳信號完整性。設(shè)計人員可能會爭辯說，可以使用分立元件來實(shí)現(xiàn)這些電路。但是由于傳統(tǒng)通用元件的寬容度，無法實(shí)現(xiàn)相同水平的性能和設(shè)備匹配。對于大多數(shù)先進(jìn)設(shè)計，采用分立方案會占更多的PCB面積和功耗更大。

USB-C 音頻應(yīng)用圖

FSA4476模擬音頻開關(guān)含保護(hù)功能應(yīng)用于USB-C，是專門針對該應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計的首款產(chǎn)品。

-110dB的THD+N可以保留高保真音頻。 USB 2.0信號可以通過1 GHz帶寬開關(guān)以很小的衰減傳遞，從而有信心通過高速眼圖。為了延長超便攜式系統(tǒng)的電池壽命，F(xiàn)SA4476的最小功耗僅為：動用時僅為25μA，關(guān)閉時為5μA。 FSA4480是FSA4476的后繼產(chǎn)品。FSA4480包括其他功能，例如OMTP/CTIA檢測以及降低爆音與嘀噠聲。它還包括專用的接地檢測開關(guān)，使終端系統(tǒng)有更好的串?dāng)_性能。

FSA4480框圖

安森美半導(dǎo)體的USB-C模擬音頻開關(guān)已集成在最先進(jìn)的封裝技術(shù)中，可實(shí)現(xiàn)最小的PCB尺寸。 功耗比類似分立設(shè)計低一個數(shù)量級。這些器件將使您的設(shè)計更小，更高能效，最重要的是，音頻性能確是同類產(chǎn)品中最好的，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何方案。

審核編輯：郭婷