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基于无线耳机的抗噪声干扰设计方案

跟着越来越多的人们“一边听音乐一边运动”,无线耳机也越来越遍及。蓝牙常常用于智妙手机和耳机之间的通信。 然则,因为通信差错,音频可能会跳过,是以必要采取滤噪对策。

这是一个异常紧张的用户评估点,也是一个难以办理的问题。这里我们描述一个实际案例来解释导致音频跳过的设备中的滋扰机制,以及改进的关键点,以引入办理问题的有用对策。

我们盼望您将它作为指南,赞助您更顺利地完成设计事情。我们觉得主要存在两种类型的设计问题。耳机设备内的滋扰,绝对必要一种措施来办理音频跳过的问题。

耳机中存在安装区域限定,例如真正的无线耳机,左侧和右侧是分开的,如图1所示。验证耳机设备内滋扰的对策。

在许多内部耳机滋扰的环境下,设备内的不必要的无线电波叠加在通信所需的旌旗灯号之上,这会孕育发生噪声并导致音频跳过。在这里,我们应用商业产品来丈量2.4 GHz旌旗灯号的最小接管电平,以验证因为设计对策而导致音频跳过的可能性的差异,以防止蓝牙设备内的滋扰。就内部设备滋扰而言,大年夜图值表示纵然旌旗灯号较弱也可以进行通信,并且音频不太可能跳过。

我们能够根据产品验证各类级别,但为什么它们如斯不合?

我们应用产品A(常常察看到音频跳过)和产品D(常常没有察看到这个问题)验证了这种差异的缘故原由。

为了懂得产品A和产品D的最小接管电平之间的差异,我们察看了天线接管的噪声频谱。旌旗灯号流经蓝牙天线进行通信,但假如噪声进入旌旗灯号流,则会发生通信故障。

图3的左侧显示了产品D,它具有优越的接管灵敏度,右侧显示产品A,其灵敏度较差。

图表上的血色区域显示电源关闭时的噪音级别,蓝色区域显示配对时代的噪音级别。

蓝牙应用跳频,是以通信旌旗灯号显示为窄带频谱。因为灵敏度高,通信旌旗灯号仅在产品D上验证,并且没有呈现其他光谱。

相反,在产品A上验证了具有大年夜约几MHz频带的光谱,其灵敏度较差。 (血色标记)因为蓝牙在通信时代应用跳频,当在所有通信频带上发生这种类型的噪声频谱时,噪声与通信旌旗灯号混杂并低落灵敏度。

为了钻研血色标记所示的宽带噪声的缘故原由,我们丈量了产品D的电路板外面上的磁场散播。(图4)因为噪声源的实际噪声抑制因设置和环境而异,是以它是确定电路位置以提前有效降噪异常紧张。

图4的右侧显示了频率固定为2.4 GHz时磁场散播强度的结果。血色区域表示强磁场,这注解在DC-DC转换器电路区域中具有分外高的磁场强度的蓝牙RF-IC将是用于噪声抑制的有效位置。

这种噪声是在内部孕育发生功率时发生的开关噪声,我们可以假设开关频率的高次谐波发生在2.4 GHz频段。

这里我们将先容一些办理这个问题的对策。

图5显示了用于丈量的丈量情况以及丈量与蓝牙天线耦合的噪声的结果。察看到极高水平的噪声,这必要噪声抑制以低落水平。实现蓝牙噪声抑制时,有两个关键的实现区域。

第一个区域是电源线,第二个区域是时钟线。因为电源线因为切换而孕育发生更高的谐波,并且时钟旌旗灯号的高次谐波延伸到2.4GHz频带,是以在蓝牙旌旗灯号中孕育发生噪声。滤波是抑制噪声传导的有效措施。

在Murata,我们已做生意业化了两种类型的滤波器,旨在打消2.4 GHz频段的噪声。第一种类型包括用于电源线的BLF02RD和LQZ02HQ滤波器,第二种类型包括用于时钟线的LQZ02HQ系列。

下面先容每种过滤器类型的特性。

表1和图6显示了在这种环境下用于噪声抑制的BLF02RD和LQZ02HQ滤波器的代表性电气规范和插入损耗频率特点。

在许多环境下,电源线和时钟线是主要噪声源,在这些电路区域应用适当的滤波器是一种有效的办理规划。

这些是在蓝牙通信时代丈量与天线耦合的噪声频谱的结果。将BLF02RD过滤器插入电源线。我们能够将窄带噪声前进约5 dB,并验证BLF02RD滤波器是一种有效的办理规划。

以类似的要领,将LQZ02HQ滤波器插入电源线。我们能够验证窄带噪声的类似改良水平约5 dB。

当LQZ02HQ滤波器插入时钟线时,我们有波形和噪声频谱。因为LQZ02HQ滤波用具有很少的低频衰减特点,是以它只能打消2.4 GHz频段中存在问题的频谱,同时维持旌旗灯号质量。是以,它是抑制诸如时钟的旌旗灯号线中的噪声的有效要领。

在这种环境下,将噪声滤波器插入DC-DC转换器电路是有效的,但噪声源在某些环境下可能不合。前一个示例中显示的验证措施只是一个示例,但在斟酌若何进行噪声抑制时,识别噪声源异常紧张。

我们供给BLF02RD / LQZ02HQ系列噪声滤波器,保举用于不合的电路区域。BLF02RD / LQZ02HQ滤波器适用于电源线,LQZ02HQ滤波器适用于时钟线。这两个系列都具有2.4 GHz高频范围内的明显衰减,可望供给明显的噪声衰减。

在这种环境下,我们引入了噪声抑制的示例,此中同一电路中的噪声滋扰蓝牙通信旌旗灯号。该技巧还可以利用于以2.4 GHz频率通信的非蓝牙设备,我们已经实现了噪声抑制组件,这些组件在2.4 GHz的超小型x 0.4 mm x高频范围内异常有效斟酌到在添加组件时必要节省安装外面积,必要0.2 mm。

责任编辑;zl

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