【導(dǎo)讀】為響應(yīng)客戶對頂級音頻質(zhì)量的需求，音頻系統(tǒng)設(shè)計人員正在研究高分辨率或高清（HD）音頻，因為越來越多的中端系統(tǒng)買家需要以前只能在高端系統(tǒng)中使用的高清音頻性能的類型。過去，44.1kHzCD品質(zhì)采樣頻率對于大部分市場來說已足夠，但是今天（和可以預(yù)見的將來），高保真聲音的需求只會繼續(xù)增長。
根據(jù)專業(yè)和消費類音頻設(shè)備公司，更高的采樣頻率捕獲并再現(xiàn)更廣泛的頻率范圍。大于20kHz音頻頻率的再現(xiàn)，包括超高頻諧波，給出了聲音（特別是聲學(xué)樂器）的微妙組成部分的特性。據(jù)這些音頻設(shè)備公司介紹，有一些技術(shù)優(yōu)點使其值得轉(zhuǎn)向更高的采樣頻率，例如由于在數(shù)模轉(zhuǎn)換或模數(shù)轉(zhuǎn)換期間采用的陡峭濾波器來減少不必要的副作用。
簡單地選擇一個現(xiàn)成的音樂播放器將不會兌現(xiàn)高分辨率音頻的承諾，這需要專門的硬件來真正享受其豐富內(nèi)涵和微妙之處。當(dāng)然，并非每個音頻文件或媒體都被錄制在高清音頻中。
設(shè)計高清音頻系統(tǒng)
與每個高性能設(shè)計一樣，采用全系統(tǒng)的方式處理整個音頻信號鏈，確保了強大和高性能的解決方案。因為音頻信號鏈中的每一個環(huán)節(jié)都很重要，確保它沒有最弱的環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)必須能夠滿足所有設(shè)計目標(biāo)規(guī)格，如性能、成本、上市時間和易用性。圖1所示為HD系統(tǒng)中的基礎(chǔ)。
圖1：高清音頻系統(tǒng)
電源管理模塊為Wi-Fi®揚聲器電路提供正確的功率電平。假設(shè)應(yīng)用由系統(tǒng)供電（而非電池供電），并且取決于輸出功率，電源不僅需要提供滿足系統(tǒng)功率要求所需的電壓和電流；它還需要提供干凈穩(wěn)定的電源軌，以防止任何電源噪聲進入音頻系統(tǒng)并降低音頻質(zhì)量。
連接模塊通過計算機、智能手機、平板電腦或支持無線功能的產(chǎn)品使用Wi-Fi或Bluetooth®向系統(tǒng)提供無線通信。標(biāo)準(zhǔn)藍牙模塊今天為便攜式音頻系統(tǒng)提供一體式解決方案，因為它們本身支持無線和有線音頻。但是由于無損高分辨率音頻流需要更高的帶寬，它們的有限帶寬構(gòu)成了潛在的瓶頸。新的藍牙音頻編碼技術(shù)承諾增加帶寬，以支持高清音頻。
另一方面，Wi-Fi包括更大的網(wǎng)絡(luò)容量、強大的信令和更廣泛的無線射頻范圍。其增加的帶寬容量和系統(tǒng)吞吐量使其更適合于高清音頻應(yīng)用。
處理器執(zhí)行各種音頻處理功能，如解碼和信號均衡，同時也處理Wi-Fi和/或藍牙通信軟件堆棧。過去，CD品質(zhì)的采樣頻率可能已足夠。但是今天的高保真音頻系統(tǒng)對信號鏈中的處理器提出了其它要求，因為高保真音質(zhì)要求在24位音樂信號流中提供48kHz至192kHz范圍內(nèi)的采樣率。
音頻模塊包含驅(qū)動系統(tǒng)中揚聲器所需的所有電子設(shè)備。因為來自連接模塊和處理器的信號具有低電壓和低電流能力，因此音頻放大器為信號提供必要的更高電壓和電流能力來驅(qū)動揚聲器系統(tǒng)中的驅(qū)動器。該模塊可以包括用于將來自處理器的數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），并且在數(shù)字域中提供其它音頻處理，以進一步豐富高端系統(tǒng)中的客戶體驗。音頻模塊的另一個關(guān)鍵組件是音頻放大器。
音頻放大器：AB類與D類
為您的高清音頻系統(tǒng)選擇最佳音頻放大器時，您有兩種選擇：AB類或D類。AB類音頻放大器是線性放大器，無需許多外部電子元件。但是它們的效率極低，并且需要以散熱片和風(fēng)扇的形式進行大量無源或甚至是有源的熱管理。
另一方面，D類音頻放大器是高效的開關(guān)放大器，需要很少的熱管理，但它們需要輸出電感器。
多年來，高清音頻中的放大器是AB類放大器。音頻D類放大器被認(rèn)為不符合標(biāo)準(zhǔn)，因為它們不符合HD音頻的所有要求；如今不復(fù)存在。TI的最新一代D類放大器通過與數(shù)字引擎建立共生關(guān)系，同時有效地將增強的音頻質(zhì)量傳輸?shù)綋P聲器，提高了高清音頻系統(tǒng)的整體性能和效率。
優(yōu)化高清音頻設(shè)計
具有集成DAC和處理功能的高性能高清音頻放大器，如TI新的TAS5782M，可幫助音頻設(shè)計師大大簡化設(shè)計，降低成本并縮短設(shè)計周期。集成DAC通過提供將音頻放大器直接連接到處理器的方式來幫助降低系統(tǒng)復(fù)雜性，確保最大化信號完整性，并減少組件數(shù)量。
集成音頻處理可通過將所有音頻處理卸載到放大器本身中，大大有助于降低主應(yīng)用處理器的成本和計算需求。您可通過降低主處理器的成本和尺寸來進一步降低成本和尺寸。圖2是優(yōu)化的框圖。
圖2：優(yōu)化的高清音頻系統(tǒng)
