手机立体声声频子系统设计（LM4888）
新一代移动电话已被设计成为具备多种娱乐功能的智能型手机。像是mp3播放器、掌上型游乐器、照相机，甚或是录影机、移动电视等功能，都可配置在手机或可携式装置中。基于以上的音效需求，立体声喇叭能让手机为消费者带来高品质的声光享受，因此成为手机不可或缺的基本配备。
立体声喇叭的优势，在于相同单声道音频输入等级下，可提供额外的6db输出量，而其噪声输出等级却不会依6db等比例增加。这种做法能带来更优秀的声频信号与噪声比表现。
由于可携式装置或手机的体积有限，两个喇叭的置放距离受限，可能会靠得很近。立体声喇叭如果互相靠得太近，音道分离能力便会减弱，导致两个喇叭无法产生立体声效果。利用具备3d增强效果的声频子系统，便可以增加左右通道的分离效果，从而扩大立体声输出音效，把受影响的非立体声音重现为立体声音效。
立体声声频子系
图１所示的立体声声频子系统，是一个包含立体声声频喇叭加耳机和3d增强装置的放大器。也就是说，这个装置具有立体声喇叭及立体声耳机驱动功能。当电源电压vcc=5v时，立体声喇叭最大输出量可达到1.3w。当每个通道在8ω负载下、而负载降至3ω时，则可支援每个通道达2.1w的输出量，而耳机能够在32ω负载下输送高达80mw至每个通道。此子系统利用两个独立的控制接脚来控制停机和3d开关，操控方便，设计简单，并提供耳机检测功能。
图1：典型的立体声声频子系统应用线路（以 美国国家半导体lm4888为例）
基于每个耳机检测电路端口设计会採用不同要求，因此，该声频子系统提供两个独立的耳机（hp）控制输入接脚。耳机的允许输入可启动se输出耳机模式和关闭btl输出模式。耳机感应检测输入需要用一个常规立体声耳机插孔配合一起使用。剩余的hp逻辑输入，能允许使用一个标准逻辑电平（logic level）来控制。
停机接脚 耳机逻辑接脚 耳机插座感应接脚 输出模式
逻辑电平“高” 高 任意 se输出
逻辑电平“高” 低 低（耳机未插入） btl输出
逻辑电平“高” 任意 高（耳机已插入） se输出
逻辑电平“低” 任意 任意 微电关机
表1. 逻辑电平真值表
在此立体声声频子系统的耳机检测控制接脚中加入一个逻辑电平，将放大器a（+out）和放大器b（+out）关闭到静音，也就是把btl负载关闭到静音。当应用se输出时，可把静态电流减低。
图2显示了如何实做立体声声频子系统耳机控制的功能。当耳机尚未插入到耳机插座时，r11-r13电压分压电路在耳机检测接脚（接脚20）检测到一个约50mv的电压。这50mv的电压使放大器a（+out）和b（+out）把立体声声频子系统的btl驱动打开。当立体声声频子系统以btl模式运作时，在负载的潜在直流应是0v。因此即使在理想条件下，输出也不会造成错误。当耳机插入到耳机插座时，耳机插座内部会把–outa连接切断，并允许r13牵引耳机检测电压上拉到vdd。此时将立即启动耳机功能，关闭放大器a和b，使btl喇叭输出关闭。放大器继而驱动耳机，耳机的阻抗与外部电阻r10和r11相差相当远，所以这些电阻对立体声声频子系统输出驱动影响能力是可以忽略的，其原因是典型的耳机阻抗为32ω。
图2也显示所推荐的耳机插座电源连接方法。该插座配有三线插头。插头的尖端和套圈应当各负载两个输出讯号其中之一，而套筒应当输送地面流转。每个耳机插座带有一个控制接触接脚，连至耳机时足够驱动耳机检测接脚。还有第二个输入电路能够控制btl或se模式的选择。此输入控制接脚称为耳机逻辑输入（hp逻辑）。当hp逻辑输入是逻辑电平＂高＂时，此立体声声频子系统将以se输出模式运作。当hp逻辑输入是逻辑电平＂低＂时（而hp检测接脚也是逻辑电平＂低＂）时，此立体声声频子系统将在btl模式下进行操作。
在btl模式输出运作中（hp逻辑输入是逻辑高电平＂低＂并且hp检测输入是逻辑高电平＂低＂），耳机巳直接连到se输出那点（在hp插座上不採用hp检测接脚），此时，喇叭（btl）和耳机（se）将会同时运作。例如：当8ω与32ω并联时，反向的运算放大器输出同时能驱动喇叭和hp的负载，这也不会影响此立体声声频子系统的运作。有一些声频放大器不能承受低负载，但对此立体声声频子系统而言，当喇叭降到3ω也不会构成问题。
如上所述，採用此立体声声频子系统来驱动喇叭（btl）和耳机（se）负载是简单易行的。然而，只有hp逻辑接脚用于控制btl / se操作并且hp检测接脚与gnd连接时，此配置才发挥作用。
3d增强效应运作
以下以 national 3d 声频子系统为例，说明3d增强效应如何运作。其採用交叉投入技术，在别通道上加上本通道的一个特定比例的反相180度信号。
左扩音器输出出现的声频信号是：
左输出=（左输入- 右输入x比率）
右扩音器输出出现的声频信号是：
右输出=（右输入- 左输入x比率）
r3d 和 c3d两个外部元件组成了national 3d增强效应的交叉投入网路。此网路也会产生滤波函数效果，并能控制截止频率，而3d效应在一特定的截止频率上开始生效。
f3d（-3db） = 1 / 2p（r3d）（c3d）
r3d也是设置我们所需的3d效应数量的一个要素。降低r3d的值会增加3d效应的数量。r3d以一个倍增因数而增加输出信号。
（1 + 20k / r3d）
3d关闭
3d的逻辑电平是基于0.7vdd而设计的。
当3d控制接脚等于逻辑电平＂0＂时，採用r2与 r8作为增益反馈电路。由于3d增强功能未开启，因此另一个频道将不会产生任何信号。
频道a增益= 2（r2/r1）
频道b增益= 2（r8/r9）
3d启动
当3d控制接脚等于逻辑电平＂1＂时，设计师可以採用r3、r4、r7和r8作为增益反馈电路。在此文件的前面我们已提到3d效应是採用交叉投入技术。充当一个高通滤波器（hpf）的r5、c7和c3d是national 3d增强交叉投入网路的程序块。由于3d效应只在高频率时产生，所以输入频率需要高于rc网路-3db点才能启动3d效应，当输入频率不足以启动rc网路时，反馈通道应像一个典型通道。
输入频率<< -3db点时
频道a增益=（r3+r4）/ r1
频道b增益=（r7+ r8）/ r9
当输入频率高于-3db点时，3d网路将被启动。在此瞬间交叉投入效应便进行操作。如果输入异相为180度，那么效应将出现。r3d是设置3d效应数量的要素。降低r3d的值将引起3d效应的增加，另外还要注意一点：由于r3d （r5） 和 c3d （c7）是一个hpf（高通滤波器），当改变r3d （r5）的值时，-3db点也将同时改变。
以下为一个实例，当r1=r3=r4=r7=r8=r9=10k、 r3d= r5=20k c3d= c7= 2200pf、输入电压=250mv时，
-3db点 = 1 / 2pi r3d c3d
= 1/ 2 pi 20k 2200pf
= 3617hz
–3db点以下的频道a增益= 2（（r3+r4） / r1） = 2 （2） = 4
当输入= 250mv，输出电压= 250mv x 4 = 1v时
在两个输入相差为180度时，交叉投入网路有一个附加的增益。（1 + 20k/r5）的倍增因数将引起增益的增加。所以高频率（-3db点之后）中的增益为
a频道的总电压增益 = 原有增益+其它频道的附加增益
= 2 （（r3 + r4） /r1） + （1 + （20k/ r3d）
= 2 （（10k + 10k） / 10k） + （1+ （20k/ 20k）
= 6
总电压增益 = 6 x 250mv
= 1.5v
每当3d效应启动时，把r5设置为20k将导致增益以（1 + 20k/20k） =2 or 6db的倍增因数而增加。
以下为实验室的一个测量结果。读者会发现当输入频率低于3.6khz时，输出电压为1v，但一旦频率高于3.6khz时，输出会增至1.5v。
当试图将r3d从20k降低至10k时，并且当–3db点保持不变时：
以下为一个实例，当r1=r3=r4=r7=r8=r9=10k、r3d= r5=10k c3d= c7= 4700pf、输入电压=250mv时，
-3db点 = 1 / 2pi r3d c3d
= 1/ 2 pi 10k 4700pf
= 3386hz
–3db点以下的频道a增益= 2（（r3+r4） / r1） = 2 （2） = 4：
当输入=250mv、输出电压= 250mv x 4 = 1v时
在两个输入异相为180度时，交叉投入网路会增加一个附加的增益。
（1 + 20k/r5）的倍增：
当输入频率高于–3db点时，以上的公式才会生效。所有高频率中（–3db点之后）的增益为
a频道的总电压增益=原有增益+其它频道的附加增益
= 2 （（r3 + r4） /r1） – （1 + （20k/ r3d）
= 2 （（10k + 10k） / 10k） + （1+ （20k/ 10k）
= 7
总电压增益 = 7 x 250mv
= 1.75v
观察到的3d数量也取决于其它许多因素，如喇叭的放置及与收听者的距离。因此，建议用户尝试r5（r3d）和 c7（c3d）的各种数值，以感觉3d效应如何在应用程序中工作。对于效果来说没有什么对或错，而只是使每位用户达到最满意的程度问题而已。请注意当启动3d模式时，（r3和r4）,（r7和r6）的设置仅用于增益控制。当抑制3d模式时，增益由r2和r8设置。
喇叭效率和频率响应
输送至8w喇叭的0.5w输出功率的有效响应，是影响喇叭效率的因数。喇叭效率的分级：0.5w的功率适用于喇叭，以喇叭之前10cm处的声压级（spl）进行分级。典型的10mm喇叭在85db和95db spl之间。响应也受喇叭助声箱设计的影响。
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立体声喇叭的优势，在于相同单声道音频输入等级下，可提供额外的6db输出量，而其噪声输出等级却不会依6db等比例增加。这种做法能带来更优秀的声频信号与噪声比表现。
由于可携式装置或手机的体积有限，两个喇叭的置放距离受限，可能会靠得很近。立体声喇叭如果互相靠得太近，音道分离能力便会减弱，导致两个喇叭无法产生立体声效果。利用具备3d增强效果的声频子系统，便可以增加左右通道的分离效果，从而扩大立体声输出音效，把受影响的非立体声音重现为立体声音效。
立体声声频子系
图１所示的立体声声频子系统，是一个包含立体声声频喇叭加耳机和3d增强装置的放大器。也就是说，这个装置具有立体声喇叭及立体声耳机驱动功能。当电源电压vcc=5v时，立体声喇叭最大输出量可达到1.3w。当每个通道在8ω负载下、而负载降至3ω时，则可支援每个通道达2.1w的输出量，而耳机能够在32ω负载下输送高达80mw至每个通道。此子系统利用两个独立的控制接脚来控制停机和3d开关，操控方便，设计简单，并提供耳机检测功能。
图1：典型的立体声声频子系统应用线路（以 美国国家半导体lm4888为例）
基于每个耳机检测电路端口设计会採用不同要求，因此，该声频子系统提供两个独立的耳机（hp）控制输入接脚。耳机的允许输入可启动se输出耳机模式和关闭btl输出模式。耳机感应检测输入需要用一个常规立体声耳机插孔配合一起使用。剩余的hp逻辑输入，能允许使用一个标准逻辑电平（logic level）来控制。
停机接脚 耳机逻辑接脚 耳机插座感应接脚 输出模式
逻辑电平“高” 高 任意 se输出
逻辑电平“高” 低 低（耳机未插入） btl输出
逻辑电平“高” 任意 高（耳机已插入） se输出
逻辑电平“低” 任意 任意 微电关机
表1. 逻辑电平真值表
在此立体声声频子系统的耳机检测控制接脚中加入一个逻辑电平，将放大器a（+out）和放大器b（+out）关闭到静音，也就是把btl负载关闭到静音。当应用se输出时，可把静态电流减低。
图2显示了如何实做立体声声频子系统耳机控制的功能。当耳机尚未插入到耳机插座时，r11-r13电压分压电路在耳机检测接脚（接脚20）检测到一个约50mv的电压。这50mv的电压使放大器a（+out）和b（+out）把立体声声频子系统的btl驱动打开。当立体声声频子系统以btl模式运作时，在负载的潜在直流应是0v。因此即使在理想条件下，输出也不会造成错误。当耳机插入到耳机插座时，耳机插座内部会把–outa连接切断，并允许r13牵引耳机检测电压上拉到vdd。此时将立即启动耳机功能，关闭放大器a和b，使btl喇叭输出关闭。放大器继而驱动耳机，耳机的阻抗与外部电阻r10和r11相差相当远，所以这些电阻对立体声声频子系统输出驱动影响能力是可以忽略的，其原因是典型的耳机阻抗为32ω。
图2也显示所推荐的耳机插座电源连接方法。该插座配有三线插头。插头的尖端和套圈应当各负载两个输出讯号其中之一，而套筒应当输送地面流转。每个耳机插座带有一个控制接触接脚，连至耳机时足够驱动耳机检测接脚。还有第二个输入电路能够控制btl或se模式的选择。此输入控制接脚称为耳机逻辑输入（hp逻辑）。当hp逻辑输入是逻辑电平＂高＂时，此立体声声频子系统将以se输出模式运作。当hp逻辑输入是逻辑电平＂低＂时（而hp检测接脚也是逻辑电平＂低＂）时，此立体声声频子系统将在btl模式下进行操作。
在btl模式输出运作中（hp逻辑输入是逻辑高电平＂低＂并且hp检测输入是逻辑高电平＂低＂），耳机巳直接连到se输出那点（在hp插座上不採用hp检测接脚），此时，喇叭（btl）和耳机（se）将会同时运作。例如：当8ω与32ω并联时，反向的运算放大器输出同时能驱动喇叭和hp的负载，这也不会影响此立体声声频子系统的运作。有一些声频放大器不能承受低负载，但对此立体声声频子系统而言，当喇叭降到3ω也不会构成问题。
如上所述，採用此立体声声频子系统来驱动喇叭（btl）和耳机（se）负载是简单易行的。然而，只有hp逻辑接脚用于控制btl / se操作并且hp检测接脚与gnd连接时，此配置才发挥作用。
3d增强效应运作
以下以 national 3d 声频子系统为例，说明3d增强效应如何运作。其採用交叉投入技术，在别通道上加上本通道的一个特定比例的反相180度信号。
左扩音器输出出现的声频信号是：
左输出=（左输入- 右输入x比率）
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右输出=（右输入- 左输入x比率）
r3d 和 c3d两个外部元件组成了national 3d增强效应的交叉投入网路。此网路也会产生滤波函数效果，并能控制截止频率，而3d效应在一特定的截止频率上开始生效。
f3d（-3db） = 1 / 2p（r3d）（c3d）
r3d也是设置我们所需的3d效应数量的一个要素。降低r3d的值会增加3d效应的数量。r3d以一个倍增因数而增加输出信号。
（1 + 20k / r3d）
3d关闭
3d的逻辑电平是基于0.7vdd而设计的。
当3d控制接脚等于逻辑电平＂0＂时，採用r2与 r8作为增益反馈电路。由于3d增强功能未开启，因此另一个频道将不会产生任何信号。
频道a增益= 2（r2/r1）
频道b增益= 2（r8/r9）
3d启动
当3d控制接脚等于逻辑电平＂1＂时，设计师可以採用r3、r4、r7和r8作为增益反馈电路。在此文件的前面我们已提到3d效应是採用交叉投入技术。充当一个高通滤波器（hpf）的r5、c7和c3d是national 3d增强交叉投入网路的程序块。由于3d效应只在高频率时产生，所以输入频率需要高于rc网路-3db点才能启动3d效应，当输入频率不足以启动rc网路时，反馈通道应像一个典型通道。
输入频率<< -3db点时
频道a增益=（r3+r4）/ r1
频道b增益=（r7+ r8）/ r9
当输入频率高于-3db点时，3d网路将被启动。在此瞬间交叉投入效应便进行操作。如果输入异相为180度，那么效应将出现。r3d是设置3d效应数量的要素。降低r3d的值将引起3d效应的增加，另外还要注意一点：由于r3d （r5） 和 c3d （c7）是一个hpf（高通滤波器），当改变r3d （r5）的值时，-3db点也将同时改变。
以下为一个实例，当r1=r3=r4=r7=r8=r9=10k、 r3d= r5=20k c3d= c7= 2200pf、输入电压=250mv时，
-3db点 = 1 / 2pi r3d c3d
= 1/ 2 pi 20k 2200pf
= 3617hz
–3db点以下的频道a增益= 2（（r3+r4） / r1） = 2 （2） = 4
当输入= 250mv，输出电压= 250mv x 4 = 1v时
在两个输入相差为180度时，交叉投入网路有一个附加的增益。（1 + 20k/r5）的倍增因数将引起增益的增加。所以高频率（-3db点之后）中的增益为
a频道的总电压增益 = 原有增益+其它频道的附加增益
= 2 （（r3 + r4） /r1） + （1 + （20k/ r3d）
= 2 （（10k + 10k） / 10k） + （1+ （20k/ 20k）
= 6
总电压增益 = 6 x 250mv
= 1.5v
每当3d效应启动时，把r5设置为20k将导致增益以（1 + 20k/20k） =2 or 6db的倍增因数而增加。
以下为实验室的一个测量结果。读者会发现当输入频率低于3.6khz时，输出电压为1v，但一旦频率高于3.6khz时，输出会增至1.5v。
当试图将r3d从20k降低至10k时，并且当–3db点保持不变时：
以下为一个实例，当r1=r3=r4=r7=r8=r9=10k、r3d= r5=10k c3d= c7= 4700pf、输入电压=250mv时，
-3db点 = 1 / 2pi r3d c3d
= 1/ 2 pi 10k 4700pf
= 3386hz
–3db点以下的频道a增益= 2（（r3+r4） / r1） = 2 （2） = 4：
当输入=250mv、输出电压= 250mv x 4 = 1v时
在两个输入异相为180度时，交叉投入网路会增加一个附加的增益。
（1 + 20k/r5）的倍增：
当输入频率高于–3db点时，以上的公式才会生效。所有高频率中（–3db点之后）的增益为
a频道的总电压增益=原有增益+其它频道的附加增益
= 2 （（r3 + r4） /r1） – （1 + （20k/ r3d）
= 2 （（10k + 10k） / 10k） + （1+ （20k/ 10k）
= 7
总电压增益 = 7 x 250mv
= 1.75v
观察到的3d数量也取决于其它许多因素，如喇叭的放置及与收听者的距离。因此，建议用户尝试r5（r3d）和 c7（c3d）的各种数值，以感觉3d效应如何在应用程序中工作。对于效果来说没有什么对或错，而只是使每位用户达到最满意的程度问题而已。请注意当启动3d模式时，（r3和r4）,（r7和r6）的设置仅用于增益控制。当抑制3d模式时，增益由r2和r8设置。
喇叭效率和频率响应
输送至8w喇叭的0.5w输出功率的有效响应，是影响喇叭效率的因数。喇叭效率的分级：0.5w的功率适用于喇叭，以喇叭之前10cm处的声压级（spl）进行分级。典型的10mm喇叭在85db和95db spl之间。响应也受喇叭助声箱设计的影响。
在Linux操作系统上实现无线接入点AP的设计
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浅谈Sci-Hub和Handshake 工作原理
小米6最新消息：提到小米6除了高通835你还能想到什么？
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STM32之FSMC驱动LCD屏应用
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