Silicon Labs D類放大器以低成本為消費性產品提供高傳真音訊效果

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-  省電、全數位Si270X D類放大器技術可有效抑制EMI，打造與智慧型手機(電磁)相容之音響產品  -


" X% c: y- @: I. b: S& x台灣，台北 - 2010年9月30日 - 高效能類比與混合訊號IC領導廠商Silicon Laboratories (芯科實驗室有限公司, Nasdaq: SLAB)今日發表業界首顆能有效抑制電磁干擾(EMI)的5W立體聲D類放大器，為消費性電子產品帶來低成本、高傳真音效。作為Silicon Labs D類放大器系列產品的第一個成員，新款Si270x放大器可廣泛應用於對價格和噪音敏感的消費性音訊產品，包括智慧型手機的擴充式基座(docking station)、桌上型收音機、電視機條形音箱和顯示器、立體聲音響(Boom box)和電池供電的收音機。
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長期以來，消費性產品音訊工程師一直想使用省電的數位D類放大器來取代非常耗電的類比A/B類放大器。但目前為止，兩個問題阻礙了D類放大器的應用：傳統D類放大器方案中固有的EMI高輻射(干擾AM/FM收音機和智慧型手機的運行)和為符合EMI規範而增加過濾和遮蔽措施所帶來的高成本。儘管其他D類放大器供應商也試圖提供某種程度的EMI保護，但Silicon Labs Si270x徹底改變了現有音訊放大器市場現況，該產品僅需採用低成本濾波器，即可利用省電、有效抑制EMI的D類放大器技術實現收音機應用。

憑藉著突破性的電磁抗干擾技術，Silicon Labs解決了D類放大器所面臨的技術挑戰，至今還沒有其他半導體公司開發出行之有效的解決方案，Databeans公司研究總監和首席分析師Susie Inouye表示，「Silicon Labs的音訊放大器產品，採用成熟的數位音訊處理技術並結合其創新設計，可為不斷成長的消費性音訊市場帶來低成本的數位設計。Silicon Labs以創新系列產品進入音訊市場，將帶給消費者極佳的數位音效體驗。」
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) X# t5 D$ n; d- B: n3 p, E據Databeans預測，今年D類放大器市場預計將達到3.47億美元，今後5年的年複合成長率(CAGR)將達到11%，遠遠超過音訊市場的平均成長速度。

mister_liu

FAB2200是結合一個無電容器身歷聲Class-G耳機放大器和一個Class-D揚聲器放大器的音訊子系統。這一解決方案採用專有的整合式充電泵浦產生多個供電軌，以提供接地中心(ground-centered)的Class-G聽筒輸出。相比Class-AB設計導入方案，新產品能夠大大降低功耗，同時提供高電源抑制比率。

, K# x9 ^; w2 i$ X8 i無濾波器Class-D放大器可以直接連接至一個揚聲器，省去兩個外部濾波器網路，從而降低整體系統成本。該元件還具有自動增益控制(Automatic Gain Control, AGC)功能，可以限制揚聲器的最大輸出電壓以保護揚聲器，防止出現失真。它還可在電池電壓下降時以動態方式限制幅度。

FAB1200 和 FAB2200可攜式音訊IC能夠使手機、平板電腦/ MID和其他可攜式音訊應用產品的音質更響亮清晰，同時降低整體系統成本，同時儘量減低對電池運行時間的影響。FAB2200採用25焊點、0.4mm間距、WLCSP封裝供貨，適用於手機、筆記型電腦和平板電腦。
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快捷半導體是可攜式技術的領先廠商，提供豐富的客製化類比和電源IP產品系列，以滿足特定的設計需求。利用將先進的電路技術整合在微型封裝中，快捷半導體為可攜式產品用戶提供了重要的優勢，同時能夠減小設計的尺寸、成本和功耗。快捷半導體的可攜式IP已獲現今大部分手機採用。

mister_liu

快捷半導體FAB2200音訊子系統榮獲《電子技術應用》雜誌頒發最佳產品獎
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全球領先的高性能電源和可攜式產品供應商快捷半導體公司(Fairchild Semiconductor®) 宣佈獲得中國主要電子刊物《電子技術應用》雜誌二○一一年度創新獎優秀產品獎。快捷半導體FAB2200帶有身歷聲Class-G耳機放大器和1.2W Class-D單聲道揚聲器放大器的FAB2200音訊子系統在類比設備類獲得最佳產品獎。
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: K3 u6 f2 |1 P本年度獎項的勝出者由《電子技術應用》的讀者選出。《電子技術應用》大約有二十萬名註冊讀者，此次投票包括印刷版和線上版讀者，持續時間超過三個月。
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智慧型手機、平板電腦/多媒體上網設備(MID)和可攜式媒體播放器等行動產品的設計人員，都面對要使產品中的小型揚聲器提供更響亮清晰的音色，同時儘量減小對電池壽命之影響的挑戰。快捷半導體開發的FAB2200音訊子系統能夠協助設計人員應付這一挑戰。

7 f( B- w9 p" `快捷半導體行動產品解決方案 - 亞太區銷售及市場部總監馬春奇表示：「我們很高興FAB2200音訊解決方案贏得《電子技術應用》頒發的最佳產品獎。我們一直用心打造能夠達成優秀類比設計的解決方案，FAB2200能夠改善小型音訊設備的音質，同時降低功耗和整體成本。我們認為該產品是卓越的成就，這一成就獲得《電子技術應用》讀者的認可，使我們感到非常滿意。」

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為了可在干擾環境中操作而設計，Si824x驅動器本身不受瞬變電源影響，且對會造成破壞性「閉鎖(latch-up)」的電源免疫。這種內建的閉鎖免疫性可提升操作的可靠度，並降低材料清單成本。為保護驅動器元件免受閉鎖影響，一些基於其它音訊驅動器的音訊放大器設計包含了多達20個離散元件。

1 P. i" b7 g( B; ]Silicon Labs隔離產品線總監Diwakar Vishakhadatta表示，「相較於目前的音訊驅動器解決方案，Si824x系列具有顯著的優勢。它為高傳真D類音訊設計建立了高傳真效能的新標準。Si824x系列內含數位隔離、精準控制空載時間以減少總諧波失真，可防止閉鎖和噪聲干擾，這些整體效益使Si824x系列成為高功率D類音訊應用最佳的解決方案。」

  H) f8 }( ^, H" u( z& C1 ?1 p2 I除了新推出的Si824x音訊驅動器，Silicon Labs同時還提供廣泛的音訊元件產品，包括多頻接收器、RDS數據接收器、調頻接收器及調頻發射器，以及日前推出用於低功率(5W以下)且能有效抑制電磁干擾的Si270x D類放大器。

. l; W6 D4 s- @1 ~, Z1 ~價格和供貨
Si824x D類音訊驅動器的樣品和小批量產版本現已供貨，採用16接腳SOIC窄體封裝。在一萬顆採購量時，Si824x單價為1.82美元起。Silicon Labs提供了功能齊全的Si824xClassD-KIT評估板以簡化應用開發，售價為250美元。

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高功率D類設計的數位訊號必須精準控制H型橋式起閉的「空載時間」，以達到最佳化效能。空載時間太短會造成功率浪費，太長則會造成總諧波失真(THD)偏高。高傳真音效系統需達到超低的總諧波失真，因此妥善控制空載時間非常重要。相較其它的音訊驅動器在調整空載時間上的能力有限，Si824x則可根據外部電阻的數值，支援精準的空載時間控制。開發人員只需修改電阻數值，就可調整空載時間，因此很容易滿足各種音訊設計的要求。
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* S5 H9 M, y  @基於Silicon Labs備受肯定的數位隔離技術，Si824x音訊驅動器可提供輸入/輸出級高達2.5 kV的高電壓隔離，使得被低電壓D類控制訊號驅動的輸入端能驅動高電壓高電流的輸出端電晶體。隔離了輸入/輸出級，即可預防敏感訊號受雜訊與瞬變電源的干擾。將高/低端的輸出互相隔離後，其驅動電壓可高達1500 V，使Si824x元件得以滿足高功率音訊的要求。
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藉由隔離輸入/輸出級，Si824x架構提供了內建電壓位準轉換的優勢。閘極驅動器的隔離式架構使音訊系統不需任何額外的材料清單，就能無縫地銜接高電壓功率與低電壓DSP/調變器。除此之外，Si824x可任意選擇電壓功率，而不像其它驅動器需採用昂貴的直流阻隔電容。

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Silicon Labs針對高功率數位音訊設計推出先進音訊驅動器
& u6 y6 R" O# o- C- Si824x隔離閘極驅動器輸出功率高達1000W，為D類音訊應用提供優異效能 -
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台灣，台北 - 2010年11月4日 - 高效能類比與混合訊號IC領導廠商Silicon Laboratories (芯科實驗室有限公司, Nasdaq: SLAB)今日推出Si824x隔離閘極驅動器(isolated gate driver)系列產品，其主要針對高功率D類音訊系統而設計，輸出功率可達30W~1000W。新推出的Si824x D類音訊驅動器具備優異高傳真音效、強大的抗干擾能力、精準的空載時間(dead-time)控制，可適用於廣泛的數位音訊應用，如家庭娛樂系統、主動式揚聲器、吉他放大器、公共擴音和室外揚聲系統、警報裝置以及汽車音響。

D類放大器方案不僅在低電源系統音訊設計中受到採用，現在也正迅速取代高功率音訊應用中的AB類放大器。隨著高傳真市場逐漸採用數位音訊技術與高效能標準，開發人員在設計節能的「綠色」系統時，除了要符合能源之星(Energy Star)的規範，還需減少材料清單並展現卓越的音訊效能，Silicon Labs的Si824x音訊驅動器則為這些新興的高功率D類音訊設計提供了最佳的解決方案。

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Si270x Class D Amp Press Presentation.pdf

5 X5 ~  W1 T* M1 X. |" z# U' U音訊放大器市場趨勢
8 m( M% q* m3 k" Y1 D音訊放大器市場概況
消費性產品提供低成本、高傳真音效
Si270x EMI抑制技術
Si270x 簡化智慧型手機擴充基座
6 B6 B3 Y2 e* _6 C% YSi270x 提升電源/電壓效率
Si270x 高級音訊處理
: ?( ?) y- Z* ]Si270x整合系統設計工具
: w& U& a7 p. t& I5 hSi270x 特性和優勢總結
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Rick Beale Silicon Laboratories廣播音訊產品總監

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Rick Beale擔任Silicon Laboratories廣播音訊產品總監，負責公司音訊產品的策略、市場、系統整合和應用。Beale先生於1997年加入Silicon Labs廣播音訊事業群，負責帶領團隊進行新產品規劃，開創革新技術，並拓展了音訊放大器的新產品線。加入Silicon Labs之前，他曾擔任多家公司的市場和銷售副總裁，包括JAM科技(開發D類放大器)和RF Magic(開發RF晶片系統，現與Entropic公司合併)。Beale在貝爾實驗室開始他的職業生涯，為通訊系統設計混合訊號晶片。後來，他轉為從事市場行銷和業務管理工作，先是在AT&T Microelectronics (Lucent/Agere)負責蜂窩通訊應用的DSP IC銷售工作，之後就職於摩托羅拉(飛思卡爾)。Beale先生擁有華頓(Wharton)商學院MBA學位、史丹佛(Stanford)大學電機工程學碩士學位(MSEE)和維吉尼亞(Virginia)大學電子工程學士學位(BSEE)。

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•Smallest footprint and highest level of integration
! O; k5 F) H/ }$ _+ V% {$ P
6 }" H! y% H$ ^oThe Si473x-D60 is available in a compact 3 x 3 x 0.55 mm, 20-pin QFN package, which is backwards compatible with Silicon Labs’ Si473x-C40 tuner products.
5 p0 B- q2 i: {7 O* R9 B. P$ ~% loAn entire AM/FM tuner can be implemented in 15 mm2 board area. The complete solution requires only two external components.
9 M( R/ x  c0 z# b3 AoThe Si473x-D60 features a built in low dropout (LDO) regulator allowing direct connection to the battery and obviating the need for an external regulator.
. j8 z! W4 _+ `' {. J; k! D" ?oA programmable reference clock eliminates the need for an external crystal by using an available system clock.
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! Z+ Q& ~( u( w# y•Ease of design and use
oThe Si473x-D60 AM/FM tuner is the industry’s only integrated solution requiring two external components, thereby minimizing hardware design to basic analog layout techniques and antenna optimization. No external LDO regulator is required.
  p7 Y0 _1 [: P3 D  foThe Si473x-D60 is completely programmable, allowing one hardware solution to ship globally for the worldwide consumer, handset and portable device markets.
oThe highly integrated, fully tested solution simplifies customer design time, speeds time-to-market and improves manufacturability. Production tuning is not required.
5 I( u% r& P# H% X4 QoThe Si473x-D60 is easily upgradeable to future Silicon Labs tuner products in a 3 x 3 x 0.55 mm, 20-pin QFN package.
oThe Si4731-D60 product supports RDS/RBDS with single-chip solution enabling artist name and song title to be received by end users. The Si4731-D60 also supports alternate frequency in areas where broadcasters use multiple frequencies.
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. A% ]) z9 T: ^, `* f% G8 {Pricing and Availability
The Si473x-D60 is available for sampling and is in volume production now. Pricing for the Si4730-D60 begins at $2.80 in 10,000-unit quantities. Pricing for the Si4731-D60, which supports RDS/RBDS, begins at $3.70 in 10,000-unit quantities. An evaluation board is available for $150. (All prices USD.)

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The Si473x-D60 is the industry’s first integrated AM/FM tuner with an AUXIN ADC. The Si473x-D60 offers unparalleled integration, audio quality and performance and is ideally suited for consumer audio applications that require low power dissipation, minimal board area and exceptional audio processing. Target applications include MP3 players and accessories, after-market satellite radio receivers, portable media players, PDAs, PCs, USB FM transceivers, wireless speakers and portable CD/DVD players.

# k5 V  }/ y7 S: c% e* J7 k% qSi473x-D60 Features and Benefits
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7 ?, a( D- n7 p4 M7 I% ~$ G•Best-in-class performance
oThe Si473x-D60 is the industry’s first single-chip AM/FM tuner with an integrated ADC. It offers all the advantages of Silicon Labs’ popular Si473x-C40 tuner family with the added benefit of an integrated ADC, resulting in a feature-rich tuner solution.
' {; }6 r% z' h/ P6 M- {% Q  |' h7 {oThe Si473x-D60 leverages Silicon Labs’ expertise in audio processing by incorporating advanced digital signal processing for multi-path mitigation, hi-cut filtering of high frequency noise and a smart stereo-to-mono blend for the optimal user experience in consumer electronics and portable devices.
oThe device’s analog/digital audio interface provides a stereo audio out to simple analog amplifiers. The programmable digital audio interface offers low-distortion signaling and low-power operation by removing redundant data converters. In receive mode, the digital audio interface can be used to enable AM/FM recording. In ADC mode, it can be used to interface with Silicon Labs’ highly efficient Class D amplifiers, which readily support the AM receiver on this tuner.
9 `9 U0 B7 J% }/ b8 \/ h7 OoThe Si473x-D60 offers the lowest current consumption AM/FM with ADC tuner solution on the market.

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SI473X-D60 AM/FM RADIO TUNER WITH INTEGRATED ADC
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Si473x-D60 Product Family Overview
& h2 ]: a& l3 N- }9 cThe Si473x-D60 extends Silicon Labs’ highly differentiated AM/FM broadcast radio family into new applications, leveraging proven, patented technologies across product lines.
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; O2 k" X0 R/ _•The Si473x-D60 tuner family uses a digital low-IF architecture based on Silicon Labs’ successful AM/FM tuner architecture used in consumer electronics, cellular phones, MP3 players and other portable media devices.
•The Si473x-D60 tuners combine Silicon Labs’ 8051-compatible mixed-signal MCU core with a dedicated hardware digital signal processing core used in the FM tuners.
/ Q. x" O. E9 B/ N7 o  n6 A' e•The Si473x-D60 tuners include a high-precision 85db dynamic range stereo audio analog-to-digital converter (ADC) as an auxiliary input to the device. This integrates an external ADC for the line-in function and provides a seamless transition between multiple audio sources for consumer electronics and portable media players.
•Si473x tuners are designed to be combined with Silicon Labs’ new Si270x Class D amplifiers to provide a cost-effective solution for a wide range of consumer audio products.

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概述	Silicon Laboratories是高效能類比與混合訊號IC領導廠商，由世界頂尖工程團隊開發種類豐富的高整合度專利解決方案，並行銷至全球各地客戶端。Silicon Laboratories不斷推出CMOS製程的最佳混合訊號產品，所採用的先進架構可簡化客戶的設計程序，加快新產品上市時間。 Silicon Laboratories持續擴大產品線，同時不斷進軍新市場，提供客戶創新的解決方案，公司目標是為客戶提供最獨特的解決方案來簡化他們的設計和製造程序，幫助他們提升產品效能、縮小體積和減少零件用料。
管理團隊	Nav Sooch, 董事長暨合夥創始人 Necip Sayiner, 總裁暨執行長 Bill Bock, 財務長 Tyson Tuttle, 技術長 Mark Downing, 策略暨事業發展副總裁 Jon Ivester, 全球營運資深副總裁 Dave Bresemann, 廣播產品副總裁 Mark Thompson, 嵌入式混合訊號產品副總裁 Carlos Garcia, 有線產品副總裁 Kurt Hoff, 全球業務副總裁
技術	Silicon Laboratories成立於1996年，公司向來秉持著持續創新和落實執行的基本信念，並藉由堅強的業務基礎和成功經驗確保穩定成長。Silicon Laboratories不斷提供領先業界的CMOS產品，大幅增進客戶的價值主張。這些產品利用最先進的架構和CMOS製程技術減少體積、耗電量和零件數目，不但使得客戶設計流程更簡單，更加速了新產品上市時間。
產品	Silicon Laboratories提供多元化的特殊應用和一般應用產品，滿足各種不同的市場及應用需求。Silicon Laboratories的產品線包括高效能混合訊號微控制器、無線微控制器、衛星機上盒接收器、調頻廣播收發器、接收器以及發射器、視訊解調器及矽晶電視調諧器、調幅/調頻收音機接收器、EZRadioPRO®嵌入式無線收發器、EZRadio無線晶片、數據機、ProSLIC®用戶線路界面電路元件、VCXO和XO、SiPHY®收發器、時序和數據恢復晶片、精密時脈晶片、數位隔離器、PoE控制器、QuickSenseTM紅外線感測器以及觸控感應微控制器。Silicon Labs的方案已用於世界各地的消費性、工業、汽車和通訊產品，包括手機、數位錄影機和局端設備等。
製造策略	Silicon Laboratories是一家專業IC設計公司，合作夥伴包括多家業界頂尖廠商，例如台積電和ASE，由它們製造、組裝和測試公司所發展的IC元件；藉由這些合作關係，公司得以集中資源，完成世界水準的設計。
財務	2009會計年度營收為4.41億美元。資產負債表中的負債值為零，現金和約當現金約為4.35億美元。Silicon Labs為2009年半導體產業中少數逐年成長的公司之一。

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/ u, M5 z( i( {8 |7 ]8 w7 b圖片3-Rick Beale

省電與節能設計
9 T" h0 n- }+ n" d' o: k許多音訊工程師為了避免傳統D類放大器產生的EMI，往往採用低成本卻低效率的A/B類放大器，而這需要更大、更昂貴的電源供應器及散熱片(一些需要9V或12V電池配置)來輔助。Si270x放大器允許開發者於可攜式音訊系統(如立體聲音響)中使用更小、更低成本及更少的電池的電源供應器，且不降低效能。
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; X+ f" {) ~# W6 BSi270x D類放大器與採用A/B類放大器的系統相比可延長2.5倍的播放時間，且僅僅需要一半的電池數量(4個代替典型的8個)。例如，使用4個AA鹼性電池，基於Si270x放大器的消費類音訊系統可提供長達8.4小時的播放時間。

* F" v2 m; H1 ~  i/ F8 B( \完整的消費性音訊平台解決方案
Si270x D類放大器可與Silicon Labs受歡迎的Si473x AM/FM廣播調諧器產品無縫連接，提供完整的消費性音訊平台解決方案。最新的Si473x元件整合了立體聲類比輸入和內部類比數位轉換器(ADC)，內部ADC與廣播調諧器前端多工，支援輔助的音訊輸入，無需額外的外部ADC。Si270x與Si473x完美搭配，可為多種消費性音訊產品(如桌上型收音機、擴充式基座、立體聲音響和迷你立體聲系統)提供了具有成本效益的平台解決方案。

定價和供貨
24接腳QFN封裝的Si270x D類音頻放大器樣品和小批量產版本現已可供貨。在一萬顆採購數量時，單價為1.17美元起。為了幫助加快應用開發，Silicon Labs提供了音訊工程師功能齊全的Si270x-A-EVB評估板，單價325美元。

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圖片2-Si270x Class D Amp Press Image
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5 ]7 v2 l' w) X- {9 T  L7 W; P有效抑制EMI
在消費性音訊產品中，Si270x放大器採用多層EMI抑制技術，從源頭上抑制傳統D類放大器的干擾，使其更易符合EMI規範，同時增進了AM/FM收音機及智慧型手機等相容性。相較於現有的D類放大器解決方案，Si270x放大器在EMI規範的頻帶內將輻射干擾降低了10倍，在FM無線波段內降低了100倍，在AM波段內降低了1000倍。

Silicon Labs音訊產品總經理James Stansberry表示，「Si270x的智慧型手機相容的數位架構將改變音訊行業的遊戲規則。目前一些消費性產品的音訊設計者，為了避免EMI而被迫採用低效A/B類放大器或現有D類放大器，因而導致需要花費額外的材料清單和設計時間來進行遮蔽處理，現在Si270x的開創性技術將為他們提供全新的選擇。」
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7 O- ^$ Y- D9 N- Y與智慧型手機(電磁)相容的數位架構
傳統的D類放大器在900MHz收發頻段會產生大量的EMI輻射，因而減弱了智慧手機和其擴充式基座空中(OTA)收發的音訊品質。此外，大多數擴充式平台採用類比架構，該架構非常容易受到TDMA發射所產生的雜訊影響。Si270x放大器是與智慧型手機(電磁)相容的全數位架構，不易受輻射雜訊的干擾，Silicon Labs的EMI抑制技術增強了OTA的性能和相容性。