“pop”噪声是指音频器件在上电、断电瞬间以及上电稳定后，各种操作带来的瞬态冲击所产生的爆破声。本文将讨论几种常用的解决方法及其工作原理，这些方法针对具体的集成电路具有各自特点，应用时需要根据实际情况综合考虑。
图1：单端模式与桥式模式输出电路示意图。
本文提到的音频系统是指音频半导体器件，包括音频数模转换器、模数转换器、音频放大器等的应用系统。产生“pop”噪声的瞬态冲击通常是一种很窄的尖脉冲，用傅立叶分析展开后，其频谱分量很丰富，且在频域内的能量分布相对平均。本文下面讨论的几种“pop”噪声解决方法的目的，就是要降低20hz~20khz范围内的谐波分量。对绝大多数人而言，如果信号的峰峰值电压小于10mv，就已经听不见了。
桥式(btl)输出与单端(se)输出
图2：桥式模式与单端模式输出的“pop”噪声。
桥式结构输出相对单端模式输出而言有很多优点，比如桥式模式可在相同的电源电压vdd条件下，输出较高的电压vobtl＝2*vose，在相同的负载条件下输出更大的功率。图1为这两种输出电路的示意图。
需要指出的是，桥式模式能有效抑制共模噪声。输出功率相同时，桥式模式的噪声明显小于单端模式的噪声(如图2所示，蓝色通道接负载两端，绿色通道接电源vdd)。这是因为相同的冲击会同时出现在桥式输出结构的“＋”、“－”两端，并通过负载后相互抵消，不对扬声器做功，因而不会发出“pop”声。这种结构对于上电、掉电噪声以及操作噪声都有很好的抑制作用。
图3：桥式结构的两种电路形式。
常见的桥式结构有两种，它们对抑制“pop”声的能力有细微差别。图3左边的电路是两个放大单元并联连接，同一个输入信号分别进入两个放大单元amp1、amp2的“＋”、“－”输入端，而且使它们的放大倍数保持相同、相位保持相反(相差180度)。在这里，amp1单元网络的增益gainup＝-r9/r8＝-2，amp2单元网络的增益gaindown＝1＋r11/r12＝2。单个电阻的精度误差通常为±30%，但在同一个芯片内，这种偏差朝同一个方向，如果设计恰当，电阻比值的精度可以保证在±1%以内。amp1、amp2的dc参数也同样朝同一个方向偏差，所以在“＋”、“－”输出端可以很好地抵消共模信号。
图4：ocl输出结构。
图3右边的电路则采用级联形式，前一级的输出信号进入下一级的“－”输入端，amp4单元网络的增益gainback＝-r14/r13＝-1。事实上，amp3的输出经过amp4反向后会有一定的延时，在“＋”、“－”输出端并不能完全抵消。amp3的失调电压等支流误差信号会在amp4中复制，并与amp4的失调电压一起送到“＋”端，而无法与“－”端完全抵消。因此这种结构抑制“pop”声的效果略差一些，通常用在小功率器件中。
除此之外，还有一种结构也能有效抑制共模噪声，那就是无输出耦合电容(ocl)结构(见图4)。该结构与桥式结构非常类似，在输出端将直流共模电压抵消掉，只有交流信号对负载作功。与桥式结构一样，ocl结构由于省去了耦合电容，可给音频系统带来另外一个好处，即系统的频率响应可以延伸到很低的范围，后面将对此作详细介绍。
增大vbias的滤波电容
图5：单端模式电路的“pop”噪声与vbias电压的仿真波形。
音频集成电路通常都有一个管脚叫做vbias，或者vref、vmid、vsvr、bypass等，它是内部直流基准电压，若要内部电路能工作，这个偏置电压必须建立起来。实际应用时，该管脚通常外接一个旁路电解电容到地，该电容起滤除噪声的作用。对于使用正电压的单电源系统来说，当系统工作稳定时，基准电压值约等于vdd/2。增大这个电容的容值能抑制“pop”噪声。当芯片上电或从待机状态切换到工作状态时，直流偏置电压开始建立，从0逐渐升高，并对vbias滤波电容充电。经过一定时间后，电压上升到vdd/2，此时芯片就可以工作了，输出的音频信号基于这个直流电压上下摆动。同样，当芯片掉电或进入待机状态时，滤波电容放电，偏置电压开始下降，从vdd/2下降到0。实验证明，芯片上电、掉电时的“pop”声就是由偏置电压的瞬间跳变引起的。
图5是仿真结果，红线代表vbias电压，蓝线代表单端模式的负载端输出(在耦合电容之后，如图1的左边电路，co＝220uf，rl＝16ω）。如果vbias跳变得缓慢，“pop”冲击就会减小(如图6所示)，此时的冲击脉冲变宽，幅度有所下降，“pop”声也变小了。使vbias的上升、下降过程变缓，就可增加基准电压的跳变延时。假定滤波电容的充放电电流是个常数，可把这个过程简化成一阶rc模型，根据公式(1)，可计算出电压从0上升到vbias/2，或者从vbias/2下降到0所需的时间。
tdalay＝0.69*r*c (1)
图6：vbias跳变变缓后，“pop”噪声的仿真波形。
因此，增大vbias的滤波电容可以减缓直流基准电压的上升、下降速度，起到减少“pop”噪声的作用。图7是增大电容后，基准电压跳变
