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麥克風(fēng)線TDMA噪音對策、改善接收靈敏度、抑制ESD

2019-07-06
關(guān)鍵詞: TDMA ESD

  智能手機(jī)等麥克風(fēng)線中,若蜂窩或WiFi的通信電波引起干擾并侵入時,其一部分會變?yōu)榉Q為TDMA噪音的可聽頻帶噪音成分,此時會從揚聲器中發(fā)出令人不適的雜音。通過TDK噪音濾波器與貼片壓敏電阻的組合進(jìn)行的對策不會對信號造成影響,其不僅能夠極為有效地抑制TDMA噪音,而且還能帶來改善蜂窩及WiFi通信的接收靈敏度,以及抑制ESD(靜電放電)等各種優(yōu)點。

  將音頻接口運用于IoT設(shè)備

  在IoT社會中,AI揚聲器(智能揚聲器)的市場迅速擴(kuò)大。AI揚聲器與傳統(tǒng)型ICT設(shè)備的不同點在于,其接口是通過音頻使人與設(shè)備相互聯(lián)系,而其關(guān)鍵設(shè)備則是作為聲音傳感器的麥克風(fēng)。TDK提供有使用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)開發(fā)的各類MEMS麥克風(fēng)。

  使用MEMS麥克風(fēng)時重要的是確保無失真地傳輸信號波形的電路技術(shù)、噪音對策,以及防止人體產(chǎn)生的ESD通過麥克風(fēng)的小孔侵入到電路內(nèi)的ESD對策。

  通過同時使用噪音濾波器與貼片壓敏電阻抑制TDMA噪音以及ESD(靜電放電)

  TDMA噪音產(chǎn)生機(jī)制

  通信電波的高頻信號侵入到麥克風(fēng)線中時,揚聲器會發(fā)出稱為"蜂鳴(buzz)"或"蜂鳴噪音(buzz noise)"的雜音(令人不適的可聽聲)。由于以前在TDMA(時分多址)方式的電話中出現(xiàn)過重大問題,因此普遍稱為TDMA噪音。圖1所示為在智能手機(jī)中連接耳機(jī)麥克風(fēng)時產(chǎn)生TDMA噪音事例的示意圖。進(jìn)行蜂窩通信時,高頻信號侵入到麥克風(fēng)線中導(dǎo)致產(chǎn)生TDMA噪音。

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  圖1:TDMA噪音發(fā)生事例(示意圖)

  具有代表性的TDMA方式是在歐美及亞洲等世界各地廣泛使用的手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)GSM。在GSM通信中通過4.615ms周期的間歇性突發(fā)信號進(jìn)行傳遞。該突發(fā)周期為217Hz的可聽范圍頻率,因此在不采取對策的情況下會聽到雜音,因此有必要將其去除。

  

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圖2:GSM通信中TDMA噪音發(fā)生機(jī)制

  通過同時使用MAF與貼片壓敏電阻對于抑制TDMA噪音擁有極佳的效果

  TDK開發(fā)了音頻線用噪音濾波器MAF系列作為抑制此類問題的元件。通過將MAF系列用于麥克風(fēng)線中,能夠在不降低音頻質(zhì)量的情況下抑制TDMA噪音。

  同時,在移動設(shè)備中,開關(guān)及麥克風(fēng)的小孔會成為人體產(chǎn)生的ESD的入口,因此需要采取ESD對策。貼片壓敏電阻可保護(hù)電路免受ESD(靜電放電)及浪涌等的影響,同時在通常情況下發(fā)揮著電容器的功能,因此還擁有抑制噪音的效果(圖3)。

  

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圖3:貼片壓敏電阻的功能

  圖4所示為噪音濾波器MAF系列與貼片壓敏電阻的麥克風(fēng)線噪音對策事例及其效果。

  通過MAF與貼片壓敏電阻的濾波器電路,與只有MAF單體的情況相比,其蜂窩帶的插入損失更大。

  最終使TDMA噪音等級得到大幅改善。(圖5)

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  圖4:MAF系列與貼片壓敏電阻的麥克風(fēng)線噪音對策

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  圖5:MAF與貼片壓敏電阻濾波器電路的TDMA噪音抑制效果

  通過同時使用噪音濾波器與貼片壓敏電阻改善接收靈敏度,抑制ESD(靜電放電)

  內(nèi)置于移動設(shè)備中的天線接近麥克風(fēng)以及揚聲器等音頻線。為此,天線與音頻線相結(jié)合后會引起蜂窩及WiFi通信的接收靈敏度降低。(圖6)

  

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圖6:天線與麥克風(fēng)線的結(jié)合

  由此,隔離天線與音頻線可改善接收靈敏度。TDK通過使用新開發(fā)的MAF系列作為音頻線用噪音濾波器,提高結(jié)合電路的阻抗。最終成功隔離了天線與音頻線,改善了接收靈敏度。(圖7)

  

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圖7:MAF系列的插入損失-頻率特性與接收靈敏度的改善效果

  同時,與抑制TDMA一樣通過同時使用貼片壓敏電阻與MAF系列,在抑制ESD的同時還可更為有效地改善接收靈敏度。(圖8)

  

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  圖8:通過同時使用貼片壓敏電阻提高接收靈敏度的效果

  總結(jié)

  使用以上說明的噪音濾波器MAF系列以及貼片壓敏電阻AVR系列可獲得如下效果。

  ●抑制TDMA噪音

  ●改善蜂窩或WiFi通信的接收靈敏度

  ●由于是低THD+N特性,因此可實現(xiàn)低失真,同時由于其電阻較低,因此信號劣化較少,從而可實現(xiàn)高音質(zhì)

  ●兼顧ESD對策與抑制噪音(貼片壓敏電阻)

  用于抑制麥克風(fēng)線TDMA噪音、改善接收靈敏度以及抑制ESD(靜電放電)的推薦產(chǎn)品

  TDK推薦用于抑制麥克風(fēng)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻帶(700MHz~1GHz、1.5GHz~2.8GHz)以及WiFi(2.4GHz、3~5GHz)的TDMA噪音、改善接收靈敏度、抑制ESD的MAF系列與貼片壓敏電阻AVR系列的產(chǎn)品組合示例如下所示(圖9)。

  MAF系列由于Rdc(直流電阻)較低,因此能夠通過蜂窩帶對策用+WiFi對策用,亦或2.4GHz帶WiFi對策用+3~5GHz帶WiFi對策用等串聯(lián)連接兩種MAF進(jìn)行使用。請配合目的進(jìn)行選擇。

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  圖9:麥克風(fēng)線中MAF與貼片壓敏電阻AVR的組合示例


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