低功耗放大器在便携式产品中提高性能的技术

1、低功耗放大器在便携式产品中提高性能的技术自我年青时代用法7个晶体管的对讲机和am收音机以来，我们已走过了很长的路。单一功能的设备已不能满足要求，现在便携式产品已兼具多种功能：手表可以当成电视摇控器；手机可以用做照相机和计算器；mp3播放器就是收音机、移动存储器设备和相册；pda同时也是日历、相机、手机和手持嬉戏机；还有好些新功能，数不胜数。我们已处在这样一个时代：我们很难想起这些设备的主要功能毕竟是什么。因为我们向便携式电子设备中添加了越来越多的功能，也对这些设备的电源增强了更多的负担。即便是在那些aa、aaa和9v电池盛行的日子里，我们也不想拖着个车用电池来为全部这些附加功能提供电源。目前，

2、电子器件首选电池是锂离子充电电池，这种电池充电时光短，并可用法数小时，待机时光也多达几周。和电池监控技术孕育了一种新的产品家族，其唯一目的是有效地管理电源以延伸工作时光。电源管理及电池技术的长进已对电池寿命的延伸有所协助，但这只是我们要解释的一个部分。真正的意图是使(ic)做到更有效、体积更小的同时具有更强大的功能。当今的ic要求低运行、提供更大带宽、更快转换时光、更多字节数和较少失真，并用比上一代ic用法的还要少的来实现全部这些要求。如今，视频功能正成为了众多便携式设备的一般功能，像个人媒体播放器和手机。在与大的团体共享时，手持设备的体积和辨别率的局限性也显露出来，然而，视频输出的需求也由此

3、产生。但是，这种新特色的浮现会从另一方面使电池耗尽。此外，这种设备的视频输出通常是辅助功能，在正常用法时视频驱动器通常处理关闭状态。因此设计附加视频电路时，工作电流和低功耗电流这两个关键参数均成为有待解决的问题。要更为深化地考察当今工程师在待机、工作和静态电流上濒临的挑战，有两个设计例子要在此作介绍。在第一个例子中，mp3播放器视频输出部分的设计要求已举行了计论；在该例子中，设计考虑的主要因素是工作电流和电路板面积。其次种例子中，主要考虑待机电流的同时，解决超低功耗缓冲器应用的问题。具有视频输出功能的mp3播放器该设计中，要在mp3播放器增强一个复合视频输出级。该电路必需提供一个具有6mhz截

4、止频率、增益为+2的低通滤波，并工作在3-v电源条件下，所消耗的静态电流小于3ma、待机电流小于15a，能够驱动150负荷并占领最小电路板。成本始终是考虑因素，但在这些设计例子中暂忽视不计。图1显示了一个具有离散有源滤波输出级的典型视频数模转换器()/。有源滤波电路通常被视为一种“重建”。这种重建滤波器有助于消退在视频dac采样过程中产生的多重图像。这种滤波器利用一个运算和多个分立元件来构成一个具有增益的2极点的sallen-key，用于驱动75的视频负载。图1：具有离散重建滤波器的视频dac按照以上设计规范，视频如公司的ada4853-1就是一个不错的挑选。当ada4853放大器符合电气规范

5、时，还需要额外的元件以符合该例子的整体设计要求。对分立元件滤波器的一个替代计划是彻低集成滤波器。采纳集成计划会占用较少空间、更为稳定并缩短设计时光，在大多数状况下，不失为一个富有成效的解决计划。当采纳集成计划时，可达到的简化效果见图2。图2：具有ada4430集成放大器和滤波器的视频dac给定两种挑选计划，工程师要对两种计划的电路性能、电流消耗和体积(如前所述，成本始终是一个考虑因素)予以权衡。视频运算放大器对于该应用也是一个极佳的挑选，并且较之于如adi公司的ada4430这样的集成视频滤波器，是一种具有更低功耗的计划。然而，视频滤波器具有较高的供给电流，但仍符合全部的目标规范，且只需要较少

6、元件，使该计划成为该应用的较佳挑选。超低功耗缓冲器该应用针对便携式消遣设备中的25mhz时钟缓冲器电路。该计划中的主要设计难题在于待机电流。这种应用的电源是仅能供给87mahr的锌空气电池。其主要规格是：小于0.1a的待机电流(分配到电路该部分的囫囵待机电流仅10a)、小占位面积、3v工作电压、小于3ma电源电流、囫囵电路面积为1cm2和带宽为100mhz。传统意义上，采纳一个外置fet导通即可满足小于0.1a的待机电流要求，3所示。但是，这会增强元件并大大占用分配到该电路的珍贵的电路板面积。在fet及相关电路中采纳储如adg842这样的模拟开关会简化设计，但仍需要额外的电路板空间。图3：关断电路 该应用的一个抱负计划是高速电压反馈，像adi公司的ada4850这样的轨至轨输出运算放大器。这种器件使设计工程师无须考虑外置fet和周围电路，简化了布局，削减了电路面积从而满足1cm2的电路板分配面积的要求。在挑选元件及电路结构以符合系统设计规范时，设计工程师要不断地濒临折衷且必需对全部系统设计规范举行权衡。在便携式电子的设计比赛中，工程师要具备针对待机电流的要求对工作电流举行折衷的能力，反之亦然；与此同时，要不断考虑价格、电路板面积和简化设计的要求来提高性能。随着便携式电子产品体积的压缩及创造商们对这些设备不断增添新的功能，公司将需要深入其开发努力以提供更