一文讀懂麥克風典型應用電路

2022-01-02 電子工程專輯

本文介紹麥克風典型應用電路和注意事項。應用電路設計的好壞,會直接影響麥克風的輸出性能,從而影響用戶的使用體驗。

目前消費類電子產品上使用的麥克風器件主要是駐極體麥克風和矽麥克風這兩大類,在這兩類中,按輸出信號類型分,又可以分為模擬麥克風和數字麥克風。以下將對這兩大類的應用電路分別進行介紹。

駐極體麥克風

模擬駐極體麥克風

模擬駐極體麥克風,一般有兩個輸出pin點,分別是輸出正極和地。在電路應用中,常規接法如下圖所示:

麥克風的正極通過偏置電阻RL接入電源Vs,通過耦合電容C將信號輸出到下級電路,RL阻值一般為2.2KΩ,耦合電容C一般建議為1uF~2.2uF。注意RL阻值的大小會影響麥克風輸出信號的大小,實際應用中,阻值的大小請參考麥克風器件的規格書上的描述。電源Vs建議為PMU的LDO輸出,建議值為1.8V~3.3V,供電電壓越大,麥克風的輸出信號越大,同時消耗電流也越大。

數字駐極體麥克風

數字駐極體麥克風與模擬駐極體麥克風的差異就是在麥克風晶片的內部多集成了一個ADC,目前比較多見的數字駐極體麥克風是以PDM格式輸出信號。

PDM數字駐極體麥克風一般有4個輸入輸出pin點,分別為VCC,CLK,Data和GND,也有一些是5個pin,比4個pin多一個L/R選擇pin。數字駐極體麥克風的應用電路比較好理解,就是按照麥克風的輸入輸出pin點定義,與Codec或AP的I/O口一一對應接上即可,同時建議在CLK靠近Codec端預留串聯一個0歐姆電阻,以方便調試因為信號線過長導致的振鈴問題。如下圖所示:

矽麥克風

模擬矽麥克風

模擬矽麥克風與模擬駐極體麥克風的區別是,模擬矽麥克風有一個單獨的VCC pin,電源線和信號線是分開的。如單端輸出的模擬矽麥克風有3個pin,分別是VCC、Output和GND。若是差分輸出的模擬矽麥克風,則是4個pin,輸出分為Output+和Output-。

單端輸出的模擬矽麥克風,常規應用電路如下圖所示:

單端輸出的模擬矽麥克風連接電路

差分輸出的模擬矽麥克風連接電路

上圖是模擬矽麥克風應用電路的兩個示例。通常在電源端並聯一個0.1μF的電容(也可以增加並聯一個10μF電容),以過濾來自電源電壓的幹擾。在信號輸出線中串聯一個電容(推薦1μF~2.2uF),以從信號中濾除直流分量

數字矽麥克風

數字矽麥克風與模擬矽麥克風的差異就是麥克風內部IC集成了ADC電路,在IC內部將模擬信號轉換成了數位訊號,與數字駐極體麥克風一樣,數字矽麥克風目前常用的是PDM格式輸出的,也有少量的I2S輸出的麥克風

PDM格式的數字矽麥克風一般有5個pin,分別是VCC、CLK、Data、L/R和GND。電路應用中,按照麥克風的輸入輸出pin點定義,與Codec或AP的I/O口一一對應接上即可。如是多麥克風陣列的應用,一般是2顆麥克風共用一個Data線,同時將兩顆麥克風的L/R端分別接高電平和低電平,如下圖所示:

一般建議在CLK線靠近Codec接口端預留一個串聯電阻,以及在Data線靠近麥克風接口端預留一個串聯電阻。目的是防止因為信號線過長而導致的信號振鈴問題

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