音频设计 - 揭密显示屏幕背后的电视技术

　　音频设计

　　过去，消费者可能要把电视连接到他们的家庭音频系统来增强音频体验，特别是在观看电影的时候。随着音频解决方案的进步，有可能把电视与家庭立体声分开放置在两个不同的地方，特别是对安装在墙壁上的数字电视，这就驱使人们把先进的音频解决方案直接集成到数字电视之中，以提高性能。但是，无论驱动表面扬声器或传统的扬声器，音频信号链在最大化音频体验中都是至关重要的。为了实现音频品质的进一步差异化，必须在数字电视中采用音频处理。音频处理使像电影、新闻和音乐这样的标准声音模式成为可能，此外，还有诸如环绕声虚拟、重低音增强和其他著名的音频算法之类的先进音频功能。

　　在音频解决方案中进行折衷与音频处理性能、音频输出功率、热耗散和整体的功耗有关。传统的音频方案由两到三个受AB类音频功率放大器驱动的扬声器构成。然而，相对于它的整个音频输出而言，AB类放大器的工作固有地生成大量的热。这些积聚起来的高温因为需要大的散热片来散发热量，所以，在大多数薄形状因子的平面电视中禁止采用AB类放大器。为了解决这个问题，业界采用了D类放大器技术（图3）。目前，输出场效应三极管（FET）可以在截止区与饱和区之间切换，从而提供比AB类放大器更高的效率。现有的音频解决方案容许你完全利用数字信号路径。这不仅仅最大化音频效率，而且，它们也提供有效的处理和大于110 dB的信噪比（SNR）。

　　

　　图3：D类放大器的基本拓扑

　　接口设计

　　由于人们越来越多地要求把数字电视变成家庭通信门户，数字电视和机顶盒除了基本的音频和视频接口之外，还要继续添加接口，其中，包括支持VGA、分量视频输入（并且常常是输出）和甚至HDMI；然而，数字电子也可能支持诸如DVI、S-Video、IEEE1394、USB和LAN连接这样的附加接口。此外，随着不同低功耗无线接口技术的快速普及应用，从遥控器到卫星扬声器的每一台设备都可以方便地与数字电视通过无线电完全地实现通信。

　　电源设计

　　在电视中的大多数功能模块中，包括为数字电视本身创建主电源的AC/DC转换器，都需要一种特别的电源方案，如用于DLP灯、LCD偏置、或显示器的背光电源、主处理器的核及I/O、DDR存储器以及用于调谐器和视频/模拟信号链的电源。图4所示为数字电视的基本电源分配流程。

　　

　　图4：典型的数字电视电源需求

　　在这个节能的时代，政府持续地制定新的政策并收紧现有的计划，以覆盖消费电子产品的待机功耗和效率问题。目前，管理电视的所有计划都是自愿的，但是，强制要求的前景迫在眉睫。例如，为了接受能源之星认证，数字电视在待机模式下不能消耗超过3瓦的功率。利用功率因素校正（PFC）和绿色模式回扫转换器可以在待机模式中保持功耗最小，市场中已经出现了若干新的解决方案。在轻载情况下，具有突发模式操作的电源转换器为待机期间的PFC控制器提供一个关闭偏置电源的信号，因而是这种应用的理想选择。跟整个系统的性能相比，关于利用分布式电源总线或本地负载点电源的决策同等重要。

　　本文小结

　　不论高清电视是否继续沿着我们以前所看到的路线发展，或者跳跃到一条新的发展路线—在此的新解决方案要求你把三维全息图像投影到房间的中间，为了最优化整个数字电视的成本和性能，当针对数字电视中的任何模块作出设计决策时，要从整个系统的要求出发来考虑。较低端的电源方案会把噪声留在信号路径中，然后，由模拟前端（AFE）来补偿。同样地，附加在高分辨率显示器上的性能较弱的AFE就不能完全发挥所选择的显示技术的优势。为了最大限度地提高当你坐在数字电视面前时的体验效果，系统中每一个模块的互操作性绝对是关键所在。