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Wolfson、音量に応じて電源電圧を変えるアンプのオーディオコーデック開発

英国スコットランドのエジンバラに拠点をくファブレス半導メーカーのWolfson Microelectronicsは、入インターフェースから左のADCおよびDAC、デジタルフィルタ、ダイナミックコントロールv路、左の出アンプ、左のラインドライバ、左の差動ラインドライバなどを集積しながら、V時の消J電4.5mWと少ない、オーディオコーデックIC、WM8903を開発、サンプル出荷を始め、6月9日に世c同時発表した。

Wolfsonオーディオコーデックのブロック図
Wolfsonオーディオコーデックのブロック図


このオーディオコーデックは、iPhoneなどのスマートフォンや携帯メディアプレーヤーなどへの応を狙ったもの。1100mA/Hの電池なら、これまで14~24時間しかeたなかったスマートフォンの電池動作時間は120時間以屬Pびる。また、300mA/Hの電池ならフラッシュメモリーベースの携帯メディアプレーヤーの動作時間は来の24~30時間が40時間以Pびると見積もっている。

プロセッサを使って、オーディオコーデック機Δ鬟愁侫肇Ε┘△納存修垢訃豺腓犯罎戮董2003Qにはソフトコーデックでのプロセッサが50mW消Jしていたのに瓦靴謄蓮璽疋魁璽妊奪は25mW消Jしていたという。2009Qにはプロセッサの微細化によりソフトコーデックが12mWと下がるのに瓦靴董∈vのチップではV時4.5mWまで下がるとしている。このV時とは、入から出までのすべてのv路のうち、DACとWクラスアンプ、出ミキサーv路をオンし、それ以外のv路はすべてオフというXと定Iしている。

WクラスアンプはWolfsonの独O開発したアンプで、WはWolfsonの頭文Cを表している。このアンプは、入信、凌局が小さいようなクラシック音楽の場合にはパワーアンプの電源電圧を下げ、ロック音楽のように入信ソ局のjきなj音量の音楽の場合は電源電圧を屬欧襦△箸いε展仕徹掬応型アンプである。来のアンプでは、ダイナミックレンジが広ければ電源電圧を高くw定しているため、ダイナミックレンジの小さな小音量の音楽には電流は低いが電源電圧は変わらないため、消J電は電流分しか下がらない。


入信、鳳じて電源電圧を変えるアンプ

入信、鳳じて電源電圧を変えるアンプ


来のヘッドフォンアンプでは、チャージポンプをWしてアンプの電源電圧を圧しているが、入振幅にかかわらずk定である。今vの適応型電源は、入が小さければ電源電圧も下げるという擬阿覆里如⊂さな音量での消J電は圧倒的に~Wになる。今vは、入信、入るとその振幅を検出し、チャージポンプv路を動かし電源電圧を屬欧襪箸い擬阿鬚箸襦

AB級アンプと比べると、片チャンネル当たり0.1mW出の音量ではABアンプが8mW度消Jするのに瓦靴董∈vのWM8903は3mW度しか消Jしない。

逆に、j振幅だと電源電圧をjきくするためHくの電を消Jする。j音量の音楽を聴く場合には消J電は変わらないということになる。V時に4.5mWの消J電が片チャンネル0.1mWの出のときには6mW、同1mW出のときは13mW度消Jする。

加えて24ビットの熙しDAコンバータは来の3.3Vから1.8Vで動作し同じ性ΑS/N比)をeつように設しなおし、消J電を削できた。また、耳障りなポップノイズやクリックノイズをらすため、DCオフセットをらすことで解した。

消J電の削とは別に、シリコンのMEMSマイクロフォンに官する入のインターフェースもDりけている。今後はMEMSマイクも作する予定だ、と同社マーケティングマネジャーのYan Gohは述べる。

プロセスはミクストシグナルICなのでさほど微細ではなく、0.6μmないし0.35μm度のシリコンCMOSプロセスを使う。ファウンドリを複数使い、今Qの4Qに量にeって行きたいとしている。量巤には月捓万個の単位で攵する画だと同は語る。チップは5mm×5mm×0.55mmの40ピンQFNパッケージに封Vする。

今v開発した、Wクラスアンプと低電圧DACは今後のポートフォリオのキーテクノロジに位づけるとGohは言う。

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