MEMS麥克風(fēng)的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（五）完結(jié)篇

承接上文，筆者承認(rèn)寫到中間有些瑣碎，有些懶于寫承上啟下的語(yǔ)言，內(nèi)容太干了，爭(zhēng)取糾正寫作態(tài)度，不過(guò)在電路設(shè)計(jì)方面，很難做到生動(dòng)形象的描述啦。

MEMS麥克風(fēng)的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（一）

MEMS麥克風(fēng)的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（二）

MEMS麥克風(fēng)的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（三）

MEMS麥克風(fēng)的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（四）

關(guān)于EMC繼續(xù)：

圖13 關(guān)于無(wú)干擾麥克風(fēng)信號(hào)

信號(hào)跟蹤長(zhǎng)度應(yīng)盡量減小以減小干擾拾取(1)

• 信號(hào)線應(yīng)分開，防止串?dāng)_(2)
• 信號(hào)應(yīng)適當(dāng)屏蔽電磁輻射和串?dāng)_

其他信號(hào)線(3)

信號(hào)線最安全的地方通常是在電路板內(nèi)的兩個(gè)接地平面(層)之間，信號(hào)線的兩側(cè)有保護(hù)接地線

• 應(yīng)該使用濾波來(lái)去除信號(hào)中的干擾(4)

麥克風(fēng)或其他音頻系統(tǒng)不應(yīng)靠近射頻系統(tǒng)

將麥克風(fēng)和天線分開放置在設(shè)備的不同平面上是一種很好的做法

• 音頻信號(hào)或接地不應(yīng)與射頻痕跡平行路由(射頻信號(hào)或射頻接地)

信號(hào)應(yīng)相互垂直路由，麥克風(fēng)信號(hào)與干擾源之間的距離應(yīng)最大

射頻痕跡或其他干擾源不應(yīng)位于麥克風(fēng)下方

除了上面的信號(hào)清潔度建議，數(shù)字麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)部分中列出的方法也普遍適用(參見(jiàn)“信號(hào)連接”部分的更多細(xì)節(jié))

在Vsupply中使用電容器(CPS, CRF)來(lái)過(guò)濾來(lái)自電源線的低頻和高頻干擾

放置最小值濾波電容器最接近麥克風(fēng)

最小化濾波電容器到電源平面的跡線長(zhǎng)度

最小化電感在電容器痕跡

避免使用基于靠近麥克風(fēng)的2類介質(zhì)的電容器(因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)噪音)

• 在每條電源線路上增加一個(gè)串聯(lián)電阻或鐵氧體，以進(jìn)一步抑制電磁干擾
• 通過(guò)麥克風(fēng)接地板上的通孔將麥克風(fēng)接地與電路板接地板連接;避免痕跡

建議采用數(shù)字(或差分模擬)接口;特別是當(dāng)隊(duì)伍很長(zhǎng)，環(huán)境又很困難的時(shí)候。請(qǐng)參閱數(shù)字麥克風(fēng)射頻實(shí)施指南“數(shù)字麥克風(fēng)的電氣實(shí)現(xiàn)”部分。

內(nèi)部的麥克風(fēng)是保護(hù)防止輻射干擾的金屬包，然而高質(zhì)量的接地也是高干擾免疫力的必要。

• 必須為麥克風(fēng)提供高質(zhì)量的接地，以便干擾有一個(gè)低阻抗路徑繞過(guò)麥克風(fēng)
• 優(yōu)化干擾保護(hù),地面應(yīng)設(shè)計(jì)成最小的潛力(電壓)變化在地面區(qū)域(ΔV = 0)

實(shí)心板面接地為射頻信號(hào)提供最低阻抗，從而提供穩(wěn)定的接地

• 使用柔性電路板可能會(huì)降低地面質(zhì)量;地面穩(wěn)定性和抗干擾性可能會(huì)受到影響

軟板上的地面痕跡要寬，以提高地面質(zhì)量

建議將麥克風(fēng)接地到主電路板上的接地(通常與編解碼器相同)

關(guān)于電源干擾：

電源線路的抗干擾性是影響傳聲器電氣魯棒性和抗干擾能力的關(guān)鍵因素。麥克風(fēng)有良好的電源抑制能力可以節(jié)省設(shè)備設(shè)計(jì)師/制造商時(shí)間和金錢但它也仍然是設(shè)備的設(shè)計(jì),以確保電源線留在的干擾水平的麥克風(fēng)可以應(yīng)付他們,沒(méi)有輸出信號(hào)質(zhì)量的退化。電源抑制率(PSR)和電源抑制率(PSRR)是指示麥克風(fēng)抑制能力的參數(shù)。

電源線路必須保持清潔，不受干擾

• 濾波器干擾(參見(jiàn)上一頁(yè)的“射頻干擾緩解”了解更多細(xì)節(jié))
• 屏蔽電源痕跡
• 避免接近電源干擾源，如數(shù)據(jù)總線和開關(guān)穩(wěn)壓器
• 如有必要，使用可調(diào)節(jié)的低噪音電源

正如在“電流消耗”部分中提到的，一個(gè)具有良好的電源干擾抑制性能的麥克風(fēng)可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的電源解決方案來(lái)幫助降低系統(tǒng)電流消耗。

關(guān)于ESD：

MEMS麥克風(fēng)被植入設(shè)備的方式對(duì)麥克風(fēng)對(duì)靜電放電(ESD)的抗靜電性有顯著影響。放電會(huì)以兩種不同的方式傷害MEMS麥克風(fēng):電性和機(jī)械性(由于火花引起的高壓脈沖)。

通過(guò)防止火花接觸到麥克風(fēng)的敏感半導(dǎo)體部件，可以防止與ESD有關(guān)的高電壓造成的電氣損壞

• 必須為放電提供繞過(guò)麥克風(fēng)的低阻抗接地路徑

MEMS麥克風(fēng)包通常是屏蔽和接地的，但最好不要讓火花通過(guò)包接地

這是重要的是保持極端響亮的火花盡可能遠(yuǎn)離聲傳感器

• 關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)因素是麥克風(fēng)接地的質(zhì)量必須高，即接地和接地內(nèi)部的阻抗必須低

風(fēng)對(duì)麥克風(fēng)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境因素。減少風(fēng)噪聲的有效方法很少。在大多數(shù)類型的消費(fèi)電子設(shè)備中，傳統(tǒng)的風(fēng)噪聲緩解策略，如泡沫或毛皮風(fēng)屏由于其尺寸、外觀和挑戰(zhàn)性的大規(guī)模生產(chǎn)是不可行的。電氣解決方案相對(duì)無(wú)效。風(fēng)(噪音)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置通常是任意的和不相關(guān)的，因此很難用，例如，多麥克風(fēng)軟件解決方案來(lái)消除。風(fēng)噪聲往往有較寬的頻帶，與所需的聲音重疊，因此電信號(hào)濾波也不能有效使用。大多數(shù)風(fēng)噪聲能量是在低頻，所以可以通過(guò)高通濾波實(shí)現(xiàn)一些改善，但這可能會(huì)影響想要的音頻信號(hào)的低頻。由于風(fēng)的湍流性質(zhì)，噪音可能經(jīng)常聽(tīng)起來(lái)像糟糕的失真，但這并不一定意味著麥克風(fēng)(系統(tǒng))實(shí)際上是飽和的。然而，某些類型的風(fēng)，比如非平穩(wěn)噪聲的爆發(fā)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)水平上升到足以造成飽和的程度。麥克風(fēng)和系統(tǒng)的高聲過(guò)載點(diǎn)可能有助于解決這種風(fēng)噪聲。

以上，關(guān)于電路設(shè)計(jì)的主要部分也終于整理完全，舒了一口長(zhǎng)氣。