智能手机等麦克风线中,若蜂窝或wifi的通信电波引起干扰并侵入时,其一部分会变为称为tdma噪音的可听频带噪音成分,此时会从扬声器中发出令人不适的杂音。通过tdk噪音滤波器与贴片压敏电阻的组合进行的对策不会对信号造成影响,其不仅能够极为有效地抑制tdma噪音,而且还能带来改善蜂窝及wifi通信的接收灵敏度,以及抑制esd(静电放电)等各种优点。
将音频接口运用于iot设备
在iot社会中,ai扬声器(智能扬声器)的市场迅速扩大。ai扬声器与传统型ict设备的不同点在于,其接口是通过音频使人与设备相互联系,而其关键设备则是作为声音传感器的麦克风。tdk提供有使用半导体微细加工技术开发的各类mems麦克风。
使用mems麦克风时重要的是确保无失真地传输信号波形的电路技术、噪音对策,以及防止人体产生的esd通过麦克风的小孔侵入到电路内的esd对策。
通过同时使用噪音滤波器与贴片压敏电阻抑制tdma噪音以及esd(静电放电)
tdma噪音产生机制
通信电波的高频信号侵入到麦克风线中时,扬声器会发出称为“蜂鸣(buzz)”或“蜂鸣噪音(buzz noise)”的杂音(令人不适的可听声)。由于以前在tdma(时分多址)方式的电话中出现过重大问题,因此普遍称为tdma噪音。图1所示为在智能手机中连接耳机麦克风时产生tdma噪音事例的示意图。进行蜂窝通信时,高频信号侵入到麦克风线中导致产生tdma噪音。
图1 tdma噪音发生事例(示意图)
具有代表性的tdma方式是在欧美及亚洲等世界各地广泛使用的手机标准gsm。在gsm通信中通过4.615ms周期的间歇性突发信号进行传递。该突发周期为217hz的可听范围频率,因此在不采取对策的情况下会听到杂音,因此有必要将其去除。
图2 gsm通信中tdma噪音发生机制
通过同时使用maf与贴片压敏电阻对于抑制tdma噪音拥有极佳的效果
tdk开发了音频线用噪音滤波器maf系列作为抑制此类问题的元件。通过将maf系列用于麦克风线中,能够在不降低音频质量的情况下抑制tdma噪音。
同时,在移动设备中,开关及麦克风的小孔会成为人体产生的esd的入口,因此需要采取esd对策。贴片压敏电阻可保护电路免受esd(静电放电)及浪涌等的影响,同时在通常情况下发挥着电容器的功能,因此还拥有抑制噪音的效果(图3)。
图3 贴片压敏电阻的功能
图4所示为噪音滤波器maf系列与贴片压敏电阻的麦克风线噪音对策事例及其效果。
通过maf与贴片压敏电阻的滤波器电路,与只有maf单体的情况相比,其蜂窝带的插入损失更大。
最终使tdma噪音等级得到大幅改善。(图5)
图4 maf系列与贴片压敏电阻的麦克风线噪音对策
图5 maf与贴片压敏电阻滤波器电路的tdma噪音抑制效果
通过同时使用噪音滤波器与贴片压敏电阻改善接收灵敏度,抑制esd(静电放电)
内置于移动设备中的天线接近麦克风以及扬声器等音频线。为此,天线与音频线相结合后会引起蜂窝及wifi通信的接收灵敏度降低。(图6)
图6 天线与麦克风线的结合
由此,隔离天线与音频线可改善接收灵敏度。tdk通过使用新开发的maf系列作为音频线用噪音滤波器,提高结合电路的阻抗。最终成功隔离了天线与音频线,改善了接收灵敏度。(图7)
图7 maf系列的插入损失-频率特性与接收灵敏度的改善效果
同时,与抑制tdma一样通过同时使用贴片压敏电阻与maf系列,在抑制esd的同时还可更为有效地改善接收灵敏度。(图8)
图8 通过同时使用贴片压敏电阻提高接收灵敏度的效果
总结
使用以上说明的噪音滤波器maf系列以及贴片压敏电阻avr系列可获得如下效果。
●抑制tdma噪音
●改善蜂窝或wifi通信的接收灵敏度
●由于是低thd+n特性,因此可实现低失真,同时由于其电阻较低,因此信号劣化较少,从而可实现高音质
●兼顾esd对策与抑制噪音(贴片压敏电阻)
用于抑制麦克风线tdma噪音、改善接收灵敏度以及抑制esd(静电放电)的推荐产品
tdk推荐用于抑制麦克风线蜂窝网络频带(700mhz~1ghz、1.5ghz~2.8ghz)以及wifi(2.4ghz、3~5ghz)的tdma噪音、改善接收灵敏度、抑制esd的maf系列与贴片压敏电阻avr系列的产品组合示例如下所示(图9)。
maf系列由于rdc(直流电阻)较低,因此能够通过蜂窝带对策用+wifi对策用,亦或2.4ghz带wifi对策用+3~5ghz带wifi对策用等串联连接两种maf进行使用。请配合目的进行选择。
图9 麦克风线中maf与贴片压敏电阻avr的组合示例
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