在2009年，全球在Feature phones（多功能手機）和Smart phones（智能手機）的出貨量将超過10億部，占所有手機出貨量的80%以上。在目前中國便攜式播放器上,Feature Phone和Smart Phone的發展也是最爲迅速的。在這些便攜式播放器中，用於音樂播放的揚聲器已經是一個标準配置瞭。

        “想唱就唱，唱得響亮”是對便攜式播放器的要求，但手機用戶經常會碰到這樣的情況：從網上下載的 自己中意的mp3歌曲，音量大小參差不齊，聽某一首歌曲時覺得聲音較小，但音量調高後，在聽下一首歌時有發現音量太大，出現瞭破音，音質變差的情況，頻繁 的調整音量，很麻煩，很頭疼。另外，一般的手機用戶也喜歡比較大音量長時間的播放音樂，但是由於輸出功率過高，揚聲器超載，長時間使用，很容易損壞揚聲 器，造成手機返修率過高。這兩個問題也是手機基帶設計工程師所關注的問題，在設計音頻模塊時，經常要反複的調試音頻功放的增益，又希望音量大，又希望不出 現破音。有沒有更好的手段來解決這兩個問題？有！下面重點介紹一種防破音Non-Clip技術，可以有效地解決手機音頻系統中這兩個難纏的問題，讓基帶工程師無須耗費太多精力，所設計的手機輕松達到“想唱就唱，唱得響亮”的目的。

        爲什麽需要無破音（NCN）功能

         在一首歌曲中，有的時段聲音大，有的時段聲音小，最大聲音到最小聲音的範(fàn)圍是這首歌曲的動(dòng)态範(fàn)圍（Dynamic Range），一般歌曲的動(dòng)态範(fàn)圍在40-60dB。下圖是一首普通mp3歌曲的波形曲線。       

         對不同的音樂文件，如mp3，音量大小也會有很大的差别，有的mp3音量大，有的音樂音量 小。但是手機用戶在播放音樂的時候，通常喜歡增大音量來表現自己的手機夠“酷”夠“炫”。但是，音量的增加其實受到瞭電池電壓和揚聲器、音腔的約束，都會 有一個最大的不破音輸出幅度，超過瞭這個幅度就會産生削波失真。比如說，當電池充滿電時，電池電壓是4.2～4.3V，這時就可以播放出比較大的音 量，當手機使用瞭一段時間，電池電壓下降到3.6V，那麽能播出的最大音量也會相應下降，如果仍然使用4.2V時的音量設置，在3.6V的時候就會破音失 真，這是電學方面的影響。另外手機中使用的揚聲器的直徑、動态範圍、頻響特性，音腔設計，也對最終音質有較大的影響，即便電信号足夠大，但是聲電轉換環節 效率不高，也會影響最終的音量以及音色。
将上面的音樂放大，如下圖所示：爲瞭避免削波失真，小聲音放不大，和背景噪音混在一起聽不清楚；要聽到小的聲音，将音量加大，大的聲音就發生削波失真，産生破音，而且信号削波後會産生大量諧波，對揚聲器造成很大的沖擊，很容易損壞揚聲器單元。

        由上可以看出，用便攜式播放器播放音樂的時候，通過簡單的音量調節很難在小聲音和大聲音之間折衷。這時就需要使用防破音Non-Clip技術，在音量增大的時候，大聲音也不會超過最大的不失真幅度。如下圖所示，上面的音樂經過防破音Non-Clip處理後，做到瞭“大而不破”。

       防破音Non-Clip功能的實現

       防破音Non-Clip功能採(cǎi)用的是專業音響系統中的壓縮/限幅技術(Compression & limiting)，有門限阈值、啓動時間和釋放時間等重要參(cān)數。

        門限阈值（Threshold）：啓動(dòng)無破音（NCN）功能的阈值電(diàn)壓大小，就是系統所允許的最大不失真輸出幅度。

        啓動時間（Attack Time）：從檢測的信号超過阈值電壓後，到壓縮功能全部展開的時間。啓動時間很大程度上取決於(yú)被處理聲音信号的種類和希望得到的特點：短的啓動時間通常 使聲音“圓潤”，很快就可以使聲音進入完全的壓縮狀态；長的啓動時間可以較好地反映悠長、緩慢變(biàn)化的信号。典型的啓動時間範圍是1ms～100ms。

        釋放時間（Release Time）：與啓動時間相反，釋放時間是檢測信号低於(yú)阈值電壓時，壓縮功能完全釋放的時間。與啓動時間一樣，釋放時間的選擇也取決於(yú)被處理聲音信号的種類 和希望得到的特點：短的釋放時間可以很好地響應快速變化的聲音信号，比如急促的槍炮聲和尖銳短暫的報(bào)警聲；長的釋放時間會使聲音平滑，柔和。典型的釋放時 間範圍是20ms～5s。

        下面是不同參(cān)數設定情況下的時序特點(diǎn)：

        通過上面對防破音Non-Clip功能的分析，可以看出通過使用防破音Non-Clip功能:
        1. 調整瞭音樂的動态範圍，使大的信号不會削波失真，小的信号可以得到充分的放大，提高瞭整體音樂的音量，實現瞭“大而不破”的聽音感受。
        2. 限制瞭聲音中的尖峰信号，保護揚聲器不被損壞，大大減小瞭由於揚聲器損壞所引起的手機返修率。

        從上面可以看出，防破音Non-Clip功能對提升手機的音量、音質非常具有誘惑力，但防破音Non-Clip功能對音響處理的專業性要求比較強。通過對音樂文件和揚聲器的特點深入地分析，採(cǎi)用獨有的、防破音Non-Clip技術将合适的門限阈值，啓動時間，釋放時間等重要參數完全設計在音頻功率放大器内部，讓手機音頻設計更爲簡易，加快瞭(le)手機的上市時間。

        一直以來，便攜式播放器總是按照MP3播放器的标準要求自己，但電力續航是永遠的痛。電 話，大屏，GPS，上網等繁多的功能已經讓電池的續航能力頗感頭痛，而音樂播放功能更是讓電力續航捉襟見肘，因此高效率、低功耗的D類放大器越來越受 到歡迎。根據市場調研機構 Gartner的報告，Class D放大器在2006年至2011年之間的複合年成長率将達15.6%，從3.34億美元成長至6.88億美元。主要的成長動力來自便攜式裝置及空間受限的 消費類電子産品。