新一代移動電話已被設計成爲具備(bèi)多種娛樂功能的智能型手機。像是MP3播放器、掌上型遊樂器、照相機，甚或是錄影機、移動電視等功能，都可配置在手機或可攜式裝置中。基於(yú)以上的音效需求，立體聲喇叭能讓手機爲消費者帶來高品質的聲光享受，因此成爲手機不可或缺的基本配備(bèi)。
立體聲喇叭的優勢，在於(yú)相同單聲道音頻輸入等級下，可提供額外的6dB輸出量，而其噪聲輸出等級卻不會依6dB等比例增加。這種做法能帶(dài)來更優秀的聲頻信号與噪聲比表現。
由於(yú)可攜式裝置或手機的體積有限，兩個喇叭的置放距離受限，可能會靠得很近。立體聲喇叭如果互相靠得太近，音道分離能力便會減弱，導緻兩個喇叭無法産生立體聲效果。利用具備(bèi)3D增強效果的聲頻子系統，便可以增加左右通道的分離效果，從而擴大立體聲輸出音效，把受影響的非立體聲音重現爲立體聲音效。
立體聲聲頻子系
圖１所示的立體聲聲頻子系統，是一個包含立體聲聲頻喇叭加耳機和3D增強裝置的放大器。也就是說，這個裝置具有立體聲喇叭及立體聲耳機驅動功能。當電源電壓Vcc=5V時，立體聲喇叭最大輸出量可達到1.3W。當每個通道在8Ω負載下、而負載降至3Ω時，則可支援每個通道達2.1W的輸出量，而耳機能夠在32Ω負載下輸送高達80mW至每個通道。此子系統利用兩個獨立的控制接腳來控制停機和3D開關，操控方便，設計簡單，並(bìng)提供耳機檢測(cè)功能。
圖1：典型的立體聲聲頻子系統應用線路（以 美國國家半導體LM4888爲例）
基於(yú)每個耳機檢測電路端口設計會採用不同要求，因此，該聲頻子系統提供兩個獨立的耳機（HP）控制輸入接腳。耳機的允許輸入可啓動SE輸出耳機模式和關閉(bì)BTL輸出模式。耳機感應檢測輸入需要用一個常規立體聲耳機插孔配合一起使用。剩餘的HP邏輯輸入，能允許使用一個标準邏輯電平（Logic Level）來控制。
停機(jī)接腳 耳機(jī)邏輯(jí)接腳 耳機(jī)插座感應接腳 輸出模式
邏輯(jí)電(diàn)平“高” 高 任意 SE輸出
邏輯電(diàn)平“高” 低 低（耳機(jī)未插入） BTL輸出
邏輯電(diàn)平“高” 任意 高（耳機(jī)已插入） SE輸出
邏輯電(diàn)平“低” 任意 任意 微電(diàn)關(guān)機
表1. 邏輯(jí)電(diàn)平真值表
在此立體聲聲頻子系統的耳機檢測(cè)控制接腳中加入一個邏輯電平，将放大器A（+out）和放大器B（+out）關閉(bì)到靜音，也就是把BTL負載關閉(bì)到靜音。當應用SE輸出時，可把靜态電流減低。
圖2顯示瞭如何實做立體聲聲頻子系統耳機控制的功能。當耳機尚未插入到耳機插座時，R11-R13電壓分壓電路在耳機檢測接腳（接腳20）檢測到一個約50mv的電壓。這50mv的電壓使放大器A（+out）和B（+out）把立體聲聲頻子系統的BTL驅動打開。當立體聲聲頻子系統以BTL模式運作時，在負載的潛在直流應是0V。因此即使在理想條件下，輸出也不會造成錯誤。當耳機插入到耳機插座時，耳機插座内部會把–OUTA連接切斷，並允許R13牽引耳機檢測電壓上拉到VDD。此時将立即啓動耳機功能，關閉放大器A和B，使BTL喇叭輸出關閉。放大器繼而驅動耳機，耳機的阻抗與外部電阻R10和R11相差相當遠，所以這些電阻對立體聲聲頻子系統輸出驅動影響能力是可以忽略的，其原因是典型的耳機阻抗爲32Ω。
圖2也顯示所推薦的耳機插座電源連接方法。該插座配有三線插頭。插頭的尖端和套圈應當各負載兩個輸出訊号其中之一，而套筒應當輸送地面流轉。每個耳機插座帶有一個控制接觸接腳，連至耳機時足夠驅動耳機檢測(cè)接腳。還有第二個輸入電路能夠控制BTL或SE模式的選擇。此輸入控制接腳稱(chēng)爲耳機邏輯輸入（HP邏輯）。當HP邏輯輸入是邏輯電平＂高＂時，此立體聲聲頻子系統将以SE輸出模式運作。當HP邏輯輸入是邏輯電平＂低＂時（而HP檢測(cè)接腳也是邏輯電平＂低＂）時，此立體聲聲頻子系統将在BTL模式下進行操作。
在BTL模式輸出運作中（HP邏輯輸入是邏輯高電平＂低＂並(bìng)且HP檢測(cè)輸入是邏輯高電平＂低＂），耳機巳直接連到SE輸出那點（在HP插座上不採用HP檢測(cè)接腳），此時，喇叭（BTL）和耳機（SE）将會同時運作。例如：當8Ω與32Ω並(bìng)聯時，反向的運算放大器輸出同時能驅動喇叭和HP的負載，這也不會影響此立體聲聲頻子系統的運作。有一些聲頻放大器不能承受低負載，但對此立體聲聲頻子系統而言，當喇叭降到3Ω也不會構成問題。
如上所述，採用此立體聲聲頻子系統來驅動喇叭（BTL）和耳機（SE）負載是簡單易行的。然而，隻有HP邏輯接腳用於(yú)控制BTL / SE操作並(bìng)且HP檢測接腳與GND連接時，此配置才發揮作用。
3D增強效應運作
以下以 National 3D 聲頻(pín)子系統爲例，說明3D增強效應如何運作。其採用交叉投入技術，在别通道上加上本通道的一個(gè)特定比例的反相180度信号。
左擴(kuò)音器輸出出現的聲頻(pín)信号是：
左輸(shū)出=（左輸(shū)入- 右輸(shū)入x比率）
右擴(kuò)音器輸出出現的聲頻(pín)信号是：
右輸(shū)出=（右輸(shū)入- 左輸(shū)入x比率）
R3D 和 C3D兩個外部元件組成瞭(le)National 3D增強效應的交叉投入網路。此網路也會産生濾波函數效果，並(bìng)能控制截止頻率，而3D效應在一特定的截止頻率上開始生效。
f3D（-3dB） = 1 / 2P（R3D）（C3D）
R3D也是設置我們所需的3D效應數量的一個(gè)要素。降低R3D的值會(huì)增加3D效應的數量。R3D以一個(gè)倍增因數而增加輸出信号。
（1 + 20k / R3D）
3D關閉
3D的邏輯電(diàn)平是基於(yú)0.7Vdd而設計的。
當3D控制接腳等於(yú)邏輯電平＂0＂時，採用R2與 R8作爲增益反饋電路。由於(yú)3D增強功能未開啓，因此另一個頻道将不會産(chǎn)生任何信号。
頻(pín)道A增益= 2（R2/R1）
頻(pín)道B增益= 2（R8/R9）
3D啓動
當3D控制接腳等於(yú)邏輯電平＂1＂時，設計師可以採用R3、R4、R7和R8作爲增益反饋電路。在此文件的前面我們已提到3D效應是採用交叉投入技術。充當一個高通濾波器（HPF）的R5、C7和C3D是National 3D增強交叉投入網路的程序塊。由於(yú)3D效應隻在高頻率時産(chǎn)生，所以輸入頻率需要高於(yú)RC網路-3dB點才能啓動3D效應，當輸入頻率不足以啓動RC網路時，反饋通道應像一個典型通道。
輸入頻(pín)率<< -3dB點(diǎn)時
頻(pín)道A增益=（R3+R4）/ R1
頻(pín)道B增益=（R7+ R8）/ R9
當輸入頻率高於(yú)-3dB點時，3D網路将被啓動。在此瞬間交叉投入效應便進行操作。如果輸入異相爲180度，那麽效應将出現。R3D是設置3D效應數量的要素。降低R3D的值将引起3D效應的增加，另外還要注意一點：由於(yú)R3D （R5） 和 C3D （C7）是一個HPF（高通濾波器），當改變(biàn)R3D （R5）的值時，-3dB點也将同時改變(biàn)。
以下爲一個實例，當(dāng)R1=R3=R4=R7=R8=R9=10K、 R3D= R5=20K & C3D= C7= 2200pF、輸入電(diàn)壓=250mV時，
-3dB點(diǎn) = 1 / 2pi R3D C3D
= 1/ 2 pi 20K 2200pF
= 3617Hz
–3dB點(diǎn)以下的頻(pín)道A增益= 2（（R3+R4） / R1） = 2 （2） = 4
當(dāng)輸入= 250mV，輸出電(diàn)壓= 250mV x 4 = 1V時
在兩個(gè)輸入相差爲180度時，交叉投入網路有一個(gè)附加的增益。（1 + 20K/R5）的倍增因數将引起增益的增加。所以高頻率（-3dB點(diǎn)之後）中的增益爲
A頻(pín)道的總電(diàn)壓增益 = 原有增益+其它頻(pín)道的附加增益
= 2 （（R3 + R4） /R1） + （1 + （20K/ R3D）
= 2 （（10K + 10K） / 10K） + （1+ （20K/ 20K）
= 6
總電(diàn)壓(yā)增益 = 6 x 250mV
= 1.5V
每當(dāng)3D效應啓動時，把R5設置爲20k将導(dǎo)緻增益以（1 + 20k/20k） =2 or 6dB的倍增因數而增加。
以下爲實驗室的一個測(cè)量結果。讀者會發現當輸入頻率低於(yú)3.6KHz時，輸出電壓爲1V，但一旦頻率高於(yú)3.6KHz時，輸出會增至1.5V。
當試圖将R3D從20K降低至10K時，並(bìng)且當–3dB點保持不變(biàn)時：
以下爲一個實例，當(dāng)R1=R3=R4=R7=R8=R9=10K、R3D= R5=10K & C3D= C7= 4700pF、輸入電(diàn)壓=250mV時，
-3dB點(diǎn) = 1 / 2pi R3D C3D
= 1/ 2 pi 10K 4700pF
= 3386Hz
–3dB點(diǎn)以下的頻(pín)道A增益= 2（（R3+R4） / R1） = 2 （2） = 4：
當(dāng)輸入=250mV、輸出電(diàn)壓= 250mV x 4 = 1V時
在兩個(gè)輸入異相爲180度時，交叉投入網路會(huì)增加一個(gè)附加的增益。
（1 + 20K/R5）的倍增：
當(dāng)輸入頻率高於(yú)–3dB點時，以上的公式才會生效。所有高頻率中（–3dB點之後）的增益爲
A頻(pín)道的總電(diàn)壓增益=原有增益+其它頻(pín)道的附加增益
= 2 （（R3 + R4） /R1） – （1 + （20K/ R3D）
= 2 （（10K + 10K） / 10K） + （1+ （20K/ 10K）
= 7
總電(diàn)壓(yā)增益 = 7 x 250mV
= 1.75V
觀察到的3D數量也取決於(yú)其它許多因素，如喇叭的放置及與收聽者的距離。因此，建議用戶嘗(cháng)試R5（R3D）和 C7（C3D）的各種數值，以感覺3D效應如何在應用程序中工作。對於(yú)效果來說沒有什麽對或錯，而隻是使每位用戶達到最滿意的程度問題而已。請注意當啓動3D模式時，（R3和R4）,（R7和R6）的設置僅用於(yú)增益控制。當抑制3D模式時，增益由R2和R8設置。
喇叭效率和頻率響應
輸送至8W喇叭的0.5W輸出功率的有效響應，是影響喇叭效率的因數。喇叭效率的分級：0.5W的功率适用於(yú)喇叭，以喇叭之前10cm處(chù)的聲壓級（SPL）進行分級。典型的10mm喇叭在85dB和95dB SPL之間。響應也受喇叭助聲箱設計的影響。 |
