現代系統更復雜的功能要求,信噪比(SNR)則進一步降低。例如拿兩個100dB的電路,把它們級聯在一起,最后會得到一個97dB的通路。模擬煩惱變得更糟糕。
在數字領域中,更小的晶體管在更低的電壓下運行,擁有更低的柵電容。由于邏輯門的功率消耗與產品的電容和電壓近乎成比例,所以它的整體性能變得更好。
提升能源效率及模擬性能的方法是用數字部分來增強模擬性能。每種硅工藝都可進行詳細計算和仿真,以探求其最佳平衡點。隨著我們已經從0.5μm轉到0.35μm、再到0.18μm甚至更小線寬,很明顯級聯電路級對功率消耗和信噪比的幫助越來越小。這意味著在一塊芯片上,采用模擬混音將多個輸入連接到一個立體聲ADC上,不再比一片帶有多個ADC和數字混音的芯片具有更高效率。這也同樣適用于DAC。
級聯電路級變得極為容易,這是因為信號質量的降低簡化到精確的數學精度,而不是模糊的模擬噪聲;數字混音與布線能更具靈活性;數字濾波對于音頻更容易實現;未被使用的部分為了更加節能可以很容易地關斷;制造成本能夠更低,因為使用數字掃描模式而非模擬性能測試而使其能夠更加便宜地被測試(使音頻測試加快是有困難的,因為你不能改變音頻頻段的頻率)。
它不利的一面是:在采樣頻率不同的時候,為來自不同信號源的音頻進行數字混音不能如
荷泵可被不斷地調整,所以耳機放大器總是擁有充足的電源來產生音頻輸出,而不會有聽起來令人不愉快的瞬間音頻信號剪切。這個可變的電源顯著提升了能效,因為絕大多數音頻信號都遠低于放大器的最大輸出功率。同樣的技術也適用于頭戴式耳機。
同樣,過去的揚聲器驅動器是低效率的AB類放大器,但是現在通常是一款D類放大器,它使用高頻開關波形來驅動揚聲器。然后,揚聲器本身過濾波形來產生音頻。因為放大器輸出晶體管充當了開關而不是電阻,效率可超過90%。同時,當不需要放大器時,它會進入關斷狀態,并將消耗低于1μW的功率。D類驅動器的問題、如電磁干擾(EMI),現已大多被解決成為一種常規。
正如你所見,在一片音頻芯片中已經將有許多技術結合在一起,來實現其最大能效,它對于采用電池供電的設備尤為重要,如移動電話。