許多智能手機仍然只能提供數小時(shí)的通話(huà)時(shí)間，而目前隨著(zhù)W類(lèi)放大器技術(shù)更廣泛地應用于移動(dòng)手持設備中，它所帶來(lái)的電池電流降低的優(yōu)勢能使通話(huà)時(shí)間從數小時(shí)延長(cháng)到兩位數時(shí)間。

最近發(fā)布的音頻中樞(audio hub)產(chǎn)品WM8996和WM5100現已獨一無(wú)二地將W類(lèi)或D類(lèi)驅動(dòng)技術(shù)應用在每個(gè)內置的功率放大器上。其結果是在諸如音樂(lè )回放等應用場(chǎng)景中，過(guò)去僅局限于有線(xiàn)耳機上實(shí)現的功效，現在也可以在驅動(dòng)其它換能器時(shí)實(shí)現，如頭戴式耳機揚聲器、助聽(tīng)器線(xiàn)圈、模擬USB耳機和其它有線(xiàn)/擴展臺配件等。特別是，由于頭戴式耳機揚聲器一直是聽(tīng)取遠端語(yǔ)音的最常用方式，W類(lèi)放大器的高效率能夠為移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)帶來(lái)真正與眾不同的體驗，即不需重新充電就給用戶(hù)帶來(lái)寶貴的額外通話(huà)時(shí)間。

用W類(lèi)放大器節省功率

W類(lèi)技術(shù)近些年已經(jīng)被廣泛用于許多移動(dòng)電話(huà)、平板電腦和媒體播放器之中，它的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是在用耳機聽(tīng)音樂(lè )或用有線(xiàn)耳機進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)時(shí)可顯著(zhù)地降低功耗。

通過(guò)一個(gè)1.8V的電源電壓輸入為片上耳機放大器生成正電源和負電源，支持W類(lèi)技術(shù)的音頻中樞能夠利用系統中現有的開(kāi)關(guān)式穩壓器，并提供接地參考輸出。通過(guò)允許這些內部產(chǎn)生的耳機放大器電源電壓來(lái)動(dòng)態(tài)地追蹤音頻信號包絡(luò )，當輸出音頻時(shí)耳機放大器上的損耗就會(huì )顯著(zhù)地降低。這是有可能實(shí)現的，如圖1所示，因為音頻信號與理論上最大的振幅相比，即使是在最高音量設置時(shí)，都擁有較低的RMS電壓電平。通過(guò)用這種方式追蹤音頻信號，W類(lèi)放大器能夠比使用固定電源電壓設置的G類(lèi)放大器提供更優(yōu)的節電特性。

耳機輸出總是通過(guò)單端驅動(dòng)，這歸因于業(yè)界標準的4柱插座的引腳分配。不過(guò)，驅動(dòng)諸如頭戴式耳機等內部揚聲器的方式有所不同，它擁有許多優(yōu)勢，關(guān)鍵優(yōu)勢之一是它具有能使負載上的電壓振幅加倍的能力，這樣無(wú)需提高電源電壓便可增大功率輸出。由于頭戴式耳機信號常常要求比耳機更高的輸出功率，而不是僅要求一個(gè)單聲道數據通道，因此能夠將驅動(dòng)器的一端反相來(lái)重新分配一對立體聲單端W類(lèi)放大器，以差分地驅動(dòng)耳機。由于各種最新的音頻中樞目前都集成了不止一對W類(lèi)輸出，這種節能技術(shù)現也可用于頭戴式耳機中，在最普通的語(yǔ)音通話(huà)場(chǎng)景中降低功耗。

圖1：W類(lèi)放大器的工作模式。

WM5100可提供的一個(gè)額外功能是頭戴式耳機上的環(huán)境噪聲消除技術(shù)，它可在嘈雜環(huán)境中提高通話(huà)的聽(tīng)辨度。但是，由于噪聲消除要求(以及均衡和增益設置)對于頭戴式耳機和助聽(tīng)器可能有所不同，對于助聽(tīng)器來(lái)說(shuō)，使用一個(gè)分離的數字通道會(huì )更為實(shí)用，在這種情況下，需要有一個(gè)獨立的驅動(dòng)器，如另一對差分W類(lèi)放大器；或者在某些情況下會(huì )需要D類(lèi)放大器。在很高的RMS功率輸出電平(如PLOAD>100Mw)下，D類(lèi)放大器開(kāi)始變得比W類(lèi)放大器變得更高效；而通常在頭戴式耳機中的信號電平較低時(shí)，D類(lèi)放大器的效率會(huì )低很多。這主要歸因于D類(lèi)放大器具有更高的靜態(tài)電流，因此D類(lèi)放大器通常會(huì )留作驅動(dòng)需要更大功率輸出的揚聲器(如在免提通話(huà)時(shí)或播放手機鈴聲時(shí))。在語(yǔ)音通話(huà)期間，支持助聽(tīng)器線(xiàn)圈無(wú)疑增加了整體的電池電流消耗；在這種情況下，由W類(lèi)技術(shù)為頭戴式耳機和助聽(tīng)器線(xiàn)圈帶來(lái)的整體節能，按比例高于不支持助聽(tīng)器線(xiàn)圈的手機。

語(yǔ)音通話(huà)：功率流向了哪里？

舉個(gè)例子，對于一臺典型的、帶有1600mAh電池的智能手機，如果其總的通話(huà)時(shí)間為9小時(shí)，那么其通話(huà)過(guò)程中的平均電池電流大概是180mA。該電流的一部分是來(lái)自驅動(dòng)頭戴式耳機(在某些情況下是一個(gè)助聽(tīng)器線(xiàn)圈)。傳統的頭戴式耳機驅動(dòng)方式如圖2所示，這部分電流很輕松地占用了總電池電流的10～15%。在同樣的條件下，W類(lèi)放大器所使用的更高效架構可將這個(gè)電流減小到5%以下，它的整體效果是可使總的通話(huà)時(shí)間從9小時(shí)延長(cháng)至10小時(shí)。

按絕對情況計算，諸如WM5100和WM8996這樣使用了W類(lèi)技術(shù)的器件所帶來(lái)的功率節省，對于一部移動(dòng)設備來(lái)說(shuō)可達到幾十毫瓦的范圍。從整體上來(lái)看，這大概相當于一臺現代智能手機在運行“音樂(lè )播放器”模式下的全部功率預算。

圖2：傳統的頭戴式耳機驅動(dòng)方式和W類(lèi)放大器驅動(dòng)方式。

當然，在一次語(yǔ)音通話(huà)期間還有許多其它可變因素影響著(zhù)電池電流。例如，良好的網(wǎng)絡(luò )條件可通過(guò)系統中其它部件來(lái)減少功耗。因此，隨著(zhù)頭戴式耳機驅動(dòng)器對電池電流的貢獻成比例地提高，W類(lèi)技術(shù)有可能為用戶(hù)的通話(huà)時(shí)間帶來(lái)更大的實(shí)際效益。