無線耳機中的濾噪對策分析
發布時間:2019-02-25 責任編輯:xueqi
【導讀】隨著越來越多的人們“一邊聽音樂一邊運動”,無線耳機也越來越普及。藍牙經常用於智能手機和耳機之間的通信。 但是,由於通信錯誤,音頻可能會跳過,因此需要采取濾噪對策。
這zhe是shi一yi個ge非fei常chang重zhong要yao的de用yong戶hu評ping估gu點dian,也ye是shi一yi個ge難nan以yi解jie決jue的de問wen題ti。這zhe裏li我wo們men描miao述shu一yi個ge實shi際ji案an例li來lai解jie釋shi導dao致zhi音yin頻pin跳tiao過guo的de設she備bei中zhong的de幹gan擾rao機ji製zhi,以yi及ji改gai進jin的de關guan鍵jian點dian,以yi引yin入ru解jie決jue問wen題ti的de有you用yong對dui策ce。
我(wo)們(men)希(xi)望(wang)您(nin)將(jiang)它(ta)作(zuo)為(wei)指(zhi)南(nan),幫(bang)助(zhu)您(nin)更(geng)順(shun)利(li)地(di)完(wan)成(cheng)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)。我(wo)們(men)認(ren)為(wei)主(zhu)要(yao)存(cun)在(zai)兩(liang)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)設(she)計(ji)問(wen)題(ti)。耳(er)機(ji)設(she)備(bei)內(nei)的(de)幹(gan)擾(rao),絕(jue)對(dui)需(xu)要(yao)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)來(lai)解(jie)決(jue)音(yin)頻(pin)跳(tiao)過(guo)的(de)問(wen)題(ti)。
耳機中存在安裝區域限製,例如真正的無線耳機,左側和右側是分開的,如圖1所示。驗證耳機設備內幹擾的對策。

zaixuduoneibuerjiganraodeqingkuangxia,shebeineidebuxuyaodewuxiandianbodiejiazaitongxinsuoxudexinhaozhishang,zhehuichanshengzaoshengbingdaozhiyinpintiaoguo。zaizheli,womenshiyongshangyechanpinlaiceliang2.4 GHz信xin號hao的de最zui小xiao接jie收shou電dian平ping,以yi驗yan證zheng由you於yu設she計ji對dui策ce而er導dao致zhi音yin頻pin跳tiao過guo的de可ke能neng性xing的de差cha異yi,以yi防fang止zhi藍lan牙ya設she備bei內nei的de幹gan擾rao。就jiu內nei部bu設she備bei幹gan擾rao而er言yan,大da圖tu值zhi表biao示shi即ji使shi信xin號hao較jiao弱ruo也ye可ke以yi進jin行xing通tong信xin,並bing且qie音yin頻pin不bu太tai可ke能neng跳tiao過guo。
我們能夠根據產品驗證各種級別,但為什麼它們如此不同?
我們使用產品A(經常觀察到音頻跳過)和產品D(經常沒有觀察到這個問題)驗證了這種差異的原因。

為了了解產品A和產品Ddezuixiaojieshoudianpingzhijiandechayi,womenguanchaletianxianjieshoudezaoshengpinpu。xinhaoliujinglanyatianxianjinxingtongxin,danruguozaoshengjinruxinhaoliu,zehuifashengtongxinguzhang。
圖3的左側顯示了產品D,它具有良好的接收靈敏度,右側顯示產品A,其靈敏度較差。
圖表上的紅色區域顯示電源關閉時的噪音級別,藍色區域顯示配對期間的噪音級別。
藍牙使用跳頻,因此通信信號顯示為窄帶頻譜。由於靈敏度高,通信信號僅在產品D上驗證,並且沒有出現其他光譜。
相反,在產品A上驗證了具有大約幾MHz頻帶的光譜,其靈敏度較差。 (紅色標記)由於藍牙在通信期間使用跳頻,當在所有通信頻帶上發生這種類型的噪聲頻譜時,噪聲與通信信號混合並降低靈敏度。
為了研究紅色標記所示的寬帶噪聲的原因,我們測量了產品D的電路板表麵上的磁場分布。(圖4)由於噪聲源的實際噪聲抑製因設置和情況而異,因此它是確定電路位置以提前有效降噪非常重要。

圖4的右側顯示了頻率固定為2.4 GHz時磁場分布強度的結果。紅色區域表示強磁場,這表明在DC-DC轉換器電路區域中具有特別高的磁場強度的藍牙RF-IC將是用於噪聲抑製的有效位置。
這種噪聲是在內部產生功率時發生的開關噪聲,我們可以假設開關頻率的高次諧波發生在2.4 GHz頻段。

這裏我們將介紹一些解決這個問題的對策。
圖5xianshileyongyuceliangdecelianghuanjingyijiceliangyulanyatianxianouhedezaoshengdejieguo。guanchadaojigaoshuipingdezaosheng,zhexuyaozaoshengyizhiyijiangdishuiping。shixianlanyazaoshengyizhishi,youlianggeguanjiandeshixianquyu。

第一個區域是電源線,第二個區域是時鍾線。由於電源線由於切換而產生更高的諧波,並且時鍾信號的高次諧波延伸到2.4GHz頻帶,因此在藍牙信號中產生噪聲。濾波是抑製噪聲傳導的有效方法。
在Murata,我們已經商業化了兩種類型的濾波器,旨在消除2.4 GHz頻段的噪聲。第一種類型包括用於電源線的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器,第二種類型包括用於時鍾線的LQZ02HQ係列。
下麵介紹每種過濾器類型的特征。
表1和圖6顯示了在這種情況下用於噪聲抑製的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器的代表性電氣規範和插入損耗頻率特性。
在許多情況下,電源線和時鍾線是主要噪聲源,在這些電路區域使用適當的濾波器是一種有效的解決方案。

這些是在藍牙通信期間測量與天線耦合的噪聲頻譜的結果。將BLF02RD過濾器插入電源線。我們能夠將窄帶噪聲提高約5 dB,並驗證BLF02RD濾波器是一種有效的解決方案。

以類似的方式,將LQZ02HQ濾波器插入電源線。我們能夠驗證窄帶噪聲的類似改善水平約5 dB。

當LQZ02HQ濾波器插入時鍾線時,我們有波形和噪聲頻譜。由於LQZ02HQ濾波器具有很少的低頻衰減特性,因此它隻能消除2.4 GHz頻段中存在問題的頻譜,同時保持信號質量。因此,它是抑製諸如時鍾的信號線中的噪聲的有效方式。

在這種情況下,將噪聲濾波器插入DC-DC轉zhuan換huan器qi電dian路lu是shi有you效xiao的de,但dan噪zao聲sheng源yuan在zai某mou些xie情qing況kuang下xia可ke能neng不bu同tong。前qian一yi個ge示shi例li中zhong顯xian示shi的de驗yan證zheng方fang法fa隻zhi是shi一yi個ge示shi例li,但dan在zai考kao慮lv如ru何he進jin行xing噪zao聲sheng抑yi製zhi時shi,識shi別bie噪zao聲sheng源yuan非fei常chang重zhong要yao。
我們提供BLF02RD / LQZ02HQ係列噪聲濾波器,推薦用於不同的電路區域。BLF02RD / LQZ02HQ濾波器適用於電源線,LQZ02HQ濾波器適用於時鍾線。這兩個係列都具有2.4 GHz高頻範圍內的顯著衰減,可望提供顯著的噪聲衰減。
在這種情況下,我們引入了噪聲抑製的示例,其中同一電路中的噪聲幹擾藍牙通信信號。該技術還可以應用於以2.4 GHz頻率通信的非藍牙設備,我們已經實現了噪聲抑製組件,這些組件在2.4 GHz的超小型x 0.4 mm x高頻範圍內非常有效考慮到在添加組件時需要節省安裝表麵積,需要0.2 mm。
來源:村田中文技術社區
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