可攜式裝置早已成為消費者日常生活必備之電子產品,隨之而來的耗電、效能與體積問題都必須獲得良好的解決。數位消費性電子市場混合訊號晶片供應商Wolfson(歐勝微電子)便推出了該公司新一代超低功耗音訊晶片的第一款晶片產品WM8903。這款新的音訊處理晶片內建Wolfson最新的技術,針對可攜式多媒體播放器、多媒體手機與掌上型遊戲機等應用,能大幅延長可攜式裝置執行音訊播放功能之運作時間達40小時之久。

圖左起為Wolfson行銷計劃經理Ian Clark、區域行銷經理吳彥翔、亞洲區業務副總裁盧能相、資深產品開發工程師羅正怡。 BigPic:350x263
圖左起為Wolfson行銷計劃經理Ian Clark、區域行銷經理吳彥翔、亞洲區業務副總裁盧能相、資深產品開發工程師羅正怡。 BigPic:350x263

Wolfson區域行銷經理吳彥翔指出,WM8903的低功耗Codec體積十分輕巧,重點在於運用了Wolfson的高效能音訊和低功耗設計,可滿足目前市面上各式可攜式多媒體裝置的使用需求。這使得設計人員可以大幅突破以往產品設計的極限,開發出更具差異化的產品。

WM8903所具備的三大技術,可以先從Class W看起。Class W放大器技術是創新的class G/H,具備調適性的dual drive電荷泵(charge pump)和直流伺服電路架構(DC servo circuit architecture)。Class W耳機放大器技術能夠以智慧化方式追蹤實際的音樂訊號層級,並採用調適性的dual drive電荷泵以維持最佳化功率消耗。WM8903可經由共同的1.8V類比和數位電壓的電力軌(Power rails)來運作。其優異的電源漣波拒斥比(PSRR)讓WM8903可以和其他數位元件共享高雜訊的電力軌,而不會影響效能。這種架構不僅成功改善電源消耗的問題,而且也不再需要採用大型直流隔離電容(DC blocking capacitors),大幅地節省電路板空間和音訊子系統之物料(BOM)成本。而WM8903也透過改良的低頻響應(bass response),藉以提升聽覺享受。

Wolfson的Class W放大器技術的調適性dual drive電荷泵和直流伺服電路架構改寫了無電容(capless)輸出驅動器的規則。當設計人員採用接地參考(ground referenced)輸出驅動器時,已不需要在功耗、電路板空間或音訊品質之間有所犧牲。這項創新是由Class G/H放大器技術發展而來,能夠根據實際的音樂內容訊號進行智慧型預測以維持最佳化放大器效率,為耳機播放模式減少功率消耗。Wolfson的耳機驅動器技術能有效降低整體功耗,因為耳機播放是可攜式裝置最常使用的模式之一。

第二個技術是DAC電容交換架構。SmartDAC技術是一種低功率DAC電容交換架構,這項架構讓DAC至耳機的驅動功耗只需4.4mW,並且擁有「效能與功耗匹配組合」的可編程能力,讓系統設計者能針對不同的使用情境,例如放在充電座上或行進中使用時予以最佳化。

SmartDAC可大幅降低DAC功耗。即使採用高雜訊的交換式電源供應器,高電源漣波拒斥比(PSRR)仍可以將音訊維持在高效能。因此,不再需要一個音訊專用的電源,進而節省電路板空間和物料清單(BOM)成本。SmartDAC也包括一項「效能與功耗匹配組合」的可編程能力,能提供細微的功耗與音訊效能控制,讓系統設計者能夠滿足要求最嚴苛的電力消耗問題。

為了能創造更良好的音質,WM8903也整合了SilentSwitch技術,以實現強化的音訊效能。SilentSwitch結合箝位(clamp)和定序器(sequencer)電路,進一步強化了Wolfson噗聲與嘀噠聲(pop and click)的雜訊抑制能力。這項技術將輸出箝位移至接地,以減少耳機放大器在開機、關機、靜音與解除靜音時的所產生雜訊。

整合在SilentSwitch的定序器技術,除了能在開機、關機期間進一步減少噗聲與嘀噠聲雜訊之外,整合的暫存器寫入定序器(register write sequencer)能讓控制定序器(control sequencer)預先載入並執行音訊路徑設定(audio path setup),藉由可編程的延遲時間以降低常見的噗聲與嘀噠聲,提升聽覺體驗。定序器也能節省軟體驅動程式開發時間,加速產品上市時程。

此外,當使用錄音模式時,WM8903的先進動態範圍控制器(Dynamic Range Controller; DRC)提供最佳化的錄音品質。Wolfson也設計一個quick release脈衝雜訊過濾器,當出現較大的脈衝雜訊時,能提高聲音的可辨識性。這個雜訊過濾器能夠精確地辨識出突發性雜訊和實際升高聲音之間的差別。

WM8903並提供一個核心元件,支援分散式超低功耗音訊子系統。高度彈性讓系統設計者可以透過一個整合式的數位麥克風介面使用最新數位輸出麥克風,例如Wolfson True Mics技術等。此外,六個具備高度可設定組態的類比輸入能支援立體聲麥克風錄音,並可連接各種類比音源。在需要喇叭及耳機的可攜式多媒體平台上,額外的音訊輸出也能與高效率Class D喇叭放大器進行無縫的連接及運作。

Wolson的WM8903音訊編解碼晶片,重點在於加入了Wolfson最新的Class W、SmartDAC與SilentSwitch等新架構。這些全新的IP架構提供WM8903更低功耗、更高音質與更小體積等優勢。此外,動態範圍控制器提供了更好的錄音效果,5×5×0.55mm的QFN封裝也可大幅降低BOM成本,且更便利於手機或各種可攜式產品的應用。吳彥翔表示,這些全新的IP架構從WM8903晶片開始,未來將大量運用於Wolfson新的音訊晶片上,提供可攜式產品更好的音質享受。