MIC设计的探讨

lipenghou · 发表于 2005-11-30 17:43:00

MIC采用差分输出主要是抑制共模干扰！[br]+3 RD币

wxb1207 · 发表于 2005-11-30 22:14:00

<DIV class=quote>以下是引用aestar在2005-10-24 10:06:40的发言：

 现在手机上麦克风很多是贴片式的，典型为小尺寸驻极体麦克风。其中很多包含一个J-FET放大器。



 另外还有一种作为手机附件的驻极体耳机麦克风。手机上麦克风灵敏度典型值在94dBPa的SPL时为－45dB到－55dB。麦克风语音输出水平一般低于100mV，它太小了不能直接使用，所以，要在PCB上另加一个增益在20dB到36dB的放大器来得到基带处理芯片可以用它的内部模数转换器的信号水平。


 提高麦克风对PCB上其他电路噪声的免疫能力，附加的增益块通常靠麦克风很近的地方放置。一个大的趋势是把增益块合并到麦克风里面（“麦克风放大器”），这样就可以提供一个可以穿越手机PCB传送的大的模拟输出信号。这种情况下，任何噪声干扰的影响将会比把放大器放在主PCB上小，信噪比也将更高，基带模数转换将会更好。


另一个趋势是在手机中使用数字麦克风，因为它们能提供比模拟麦克风更好的信噪比、更好的抗RF和EMI干扰。同时，数字麦克风数据可以在蜂窝电话CPU中更直接地应用，这样可以提供像回声补偿这些声音处理功能。


 数字麦克风可以用MEMS技术或做成传统的驻极体电容式麦克风，后面的A/D转换器电路产生一个比特流输出，或者产生在给定采样率时的音频采样，它是一个输出到像I2S这样特定标准音频总线的。


 还有一个大的趋势是在手机中使用两个或更多的麦克风，目的是建一个麦克风阵列来提供20dB远场（用户周围声音环境）噪声抑制或在语音距离麦克风阵列很近（小于70mm）时提供更好的响应。远场噪声抑制能大大提高通过麦克风信号路径的语音可理解性。


 为提高喇叭和PTT性能，多麦克风阵列也将通过波束形式技术把说话人的声音集中起来。



+5 RD币</DIV>

高手啊！肯定是做MIC这一行的吧？

henrygol · 发表于 2005-12-1 23:27:00

采用差分传输可在输入端抗共模干扰，减少噪声引入

Scott · 发表于 2005-12-4 20:55:00

<DIV class=quote>以下是引用aestar在2005-10-24 10:06:40的发言：

 现在手机上麦克风很多是贴片式的，典型为小尺寸驻极体麦克风。其中很多包含一个J-FET放大器。



 另外还有一种作为手机附件的驻极体耳机麦克风。手机上麦克风灵敏度典型值在94dBPa的SPL时为－45dB到－55dB。麦克风语音输出水平一般低于100mV，它太小了不能直接使用，所以，要在PCB上另加一个增益在20dB到36dB的放大器来得到基带处理芯片可以用它的内部模数转换器的信号水平。


 提高麦克风对PCB上其他电路噪声的免疫能力，附加的增益块通常靠麦克风很近的地方放置。一个大的趋势是把增益块合并到麦克风里面（“麦克风放大器”），这样就可以提供一个可以穿越手机PCB传送的大的模拟输出信号。这种情况下，任何噪声干扰的影响将会比把放大器放在主PCB上小，信噪比也将更高，基带模数转换将会更好。


另一个趋势是在手机中使用数字麦克风，因为它们能提供比模拟麦克风更好的信噪比、更好的抗RF和EMI干扰。同时，数字麦克风数据可以在蜂窝电话CPU中更直接地应用，这样可以提供像回声补偿这些声音处理功能。


 数字麦克风可以用MEMS技术或做成传统的驻极体电容式麦克风，后面的A/D转换器电路产生一个比特流输出，或者产生在给定采样率时的音频采样，它是一个输出到像I2S这样特定标准音频总线的。


 还有一个大的趋势是在手机中使用两个或更多的麦克风，目的是建一个麦克风阵列来提供20dB远场（用户周围声音环境）噪声抑制或在语音距离麦克风阵列很近（小于70mm）时提供更好的响应。远场噪声抑制能大大提高通过麦克风信号路径的语音可理解性。


 为提高喇叭和PTT性能，多麦克风阵列也将通过波束形式技术把说话人的声音集中起来。



+5 RD币</DIV>

多MIC的应用现在有没有成熟的方案？噪声与语音的分离是不是需要有相关的软件算法配合？

huangliming · 发表于 2005-12-5 12:40:00

还有，在MIC处加上拉和下拉，那上拉电阻和下拉电阻怎么确定？？

fox_mice · 发表于 2005-12-7 14:24:00

多麦克阵列是音频电路的前沿，抑制噪音，提高音质，有较好的频响。TI好像已经有方案了把。[br]+3 RD币

hellbaum · 发表于 2005-12-8 20:19:00

给大家介绍一种新的MIC：采用MEMS技术，将MIC、ADC集成在一块硅片上，直接输出PCM数字信号，通过串行总线控制，理论上可以将MIC放在任何地方而不用担心EMC方面的问题，不用担心走线长度，同样尺寸下，增益比普通的MIC要大3dB。不过这种冬冬现在市面上还比较罕见，成本比较高，但是相信以后很可能会成为一种潮流，毕竟性能摆在那儿[br]+3 RD币

lindoo · 发表于 2005-12-18 00:12:00

<DIV class=quote>以下是引用中国少东家在2005-11-20 10:49:04的发言：

我正在做的项目sending distortion 出问题了可能是麦克灵敏度除了这个还有什么原因啊 </DIV>

这个还有可能是芯片内部PGA设计上出了问题，你可以通过增加mic灵敏度的同时降低内部PGA的增益，将会有很大的改善作用，在展讯平台上就遇到了类似问题[br]+3 RD币

aestar · 发表于 2005-12-19 16:45:00

<DIV class=quote>以下是引用wxb1207在2005-11-30 22:14:16的发言：


高手啊！肯定是做MIC这一行的吧？</DIV>

不好意思，我不是做MIC的，和大家一样做手机。这段文字是我翻译一篇英文文章上说的。：）

朝花勿拾 · 发表于 2005-12-19 17:34:00

我也遇到了这个问题，头大了

dalilzf · 发表于 2005-12-19 19:45:00

其实个人认为，sigle－end或者different end都可以了，但从理论上讲，最好是能用差分了，效果会好。当然mic传输的是模拟的语音信号，走线就要注意了。楼上有大侠提出的增益模块，我好像没有看到过，是不是现在的mic里面已经做进去了。还有位提到的数字mic，也没有见到过。有人用过吗？[br]+3 RD币

dalilzf · 发表于 2005-12-19 19:53:00

<DIV class=quote>以下是引用huangliming在2005-12-5 12:40:03的发言：
还有，在MIC处加上拉和下拉，那上拉电阻和下拉电阻怎么确定？？</DIV>

既然楼上有人提到RL:负载电阻,它的大小决定灵敏度的高低.
我也想知道上拉电阻怎么确定？我们项目用到是2。2K，用2V的上拉电压。

arolka · 发表于 2005-12-21 15:16:00

<DIV class=quote>以下是引用sango1在2005-11-21 23:20:28的发言：

各位对于speaker的静电防护怎么考虑的啊???我用静电喷涂会对天线影响很大,用静电防护器件效果也不好,特别对差分的情况最难</DIV>

是在工厂端还是实验室?看看这个可以吗?加上这个开关,如图:C:\Documents and Settings\user\桌面\未命名

yama · 发表于 2005-12-27 11:53:00

我做的音频电路时也出现过问题，把一路语音信号分成两路，还用了音频功放，有体会，用差分输出时可以很好的抑致干扰，表现出来就是电流声音明显减小，走线时音频线要平行，被地包，减少干扰和电流声。请指教[em01]

yama · 发表于 2005-12-27 15:30:00

差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键
的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB设计中又如何能保
证其良好的性能呢？带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。
何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两
个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分
走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：
a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同
时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完
全抵消。
b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以
相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号
依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也
更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。
对于PCB工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优
势。也许只要是接触过Layout的人都会了解差分走线的一般要求，那就是“等长、等距”
。等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量；等距则主要是为了保
证两者差分阻抗一致，减少反射。“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。[br]+3 RD币

hawkes · 发表于 2005-12-30 17:21:00

<DIV class=quote>以下是引用dalilzf在2005-12-19 19:53:47的发言：

既然楼上有人提到RL:负载电阻,它的大小决定灵敏度的高低.
我也想知道上拉电阻怎么确定？我们项目用到是2。2K，用2V的上拉电压。</DIV>

这跟mic内部的FET管子所能承受的电流值有关,因为必须保证FET管工作在线性区,也就是说VSG≥0.7V,如果按照Rl=2.2k, Vbias=2v, 可以计算出工作电流:(2-0.7)/2.2k=590uA, 再根据管子的电流值就可以逆推了; 大家都知道,灵敏度就是指单位气压产生的电路电压的变化,FET 场效应管是一个电压控制元件，漏极的输出电流受源极与栅极电压的控制。
由于传声可变电容器的两个极是接到FET 的S 极和G 极的，因此当有声音发出就相当于FET的S 极与G 极之间加了一个Δv 的变化量，FET 的漏极电流I 就产生一个ΔID 的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL 上产生一个ΔVD 的变化量，这个电压的变化量就可以通过隔直电容输出，当然Rl影响了灵敏度. 这个过程比较复杂,还要考虑FET的工作点,所以选值的时候要综合考虑.[br]+5 RD币

aquasnake · 发表于 2006-1-5 23:16:00

<DIV class=quote>以下是引用huangliming在2005-12-5 12:40:03的发言：
还有，在MIC处加上拉和下拉，那上拉电阻和下拉电阻怎么确定？？</DIV>

那是确定偏压（BIAS）的电阻，一般要取MIC两端的差分偏压输出到ABB，上下偏置电阻在2.8V系统中大多取1.1K,是根据MIC最佳工作电流Ib来确定偏置电阻 Rbp=Rbm=Vcc/(2*Ib)
如果是单路输出，那么只有一个偏置/限流电阻，其值是差分偏置的两电阻之和Rb=Vcc/Ib[br]+3 RD币

dinazeng · 发表于 2006-1-9 20:51:00

各位高手,不如再对照这张电路来讲解一下吧,我一直对这段设计不是太清楚!
[upload=jpg]UploadFile/2006-1/0619@52RD_micphone circuit.JPG[/upload][br]+3 RD币

wolf8000 · 发表于 2006-1-10 16:12:00

因GSM系统属于Burst系统，所以干扰比较严重，MIC采用差分走线可以消除共模干扰。

whale2000 · 发表于 2006-1-11 13:31:00

其实分析就是看交流信号了,直流电源和地在分析交流信号时候就等于地,那么你上面那张图你分析地时候就可以看到MICP等于接地哪,效果就是单端呗,然后在将原理图按普通地交流图原理展开分析就可以看到效果了[br]+3 RD币

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