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D的de最zui小xiao接jie收shou電dian平ping之zhi間jian的de差cha異yi,我wo們men觀guan察cha了le天tian線xian接jie收shou的de噪zao聲sheng頻pin譜pu。信xin號hao流liu經jing藍lan牙ya天tian線xian進jin行xing通tong信xin,但dan如ru果guo噪zao聲sheng進jin入ru信xin號hao流liu,則ze會hui發fa生sheng通tong信xin故gu障zhang。
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5顯xian示shi了le用yong於yu測ce量liang的de測ce量liang環huan境jing以yi及ji測ce量liang與yu藍lan牙ya天tian線xian耦ou合he的de噪zao聲sheng的de結jie果guo。觀guan察cha到dao極ji高gao水shui平ping的de噪zao聲sheng,這zhe需xu要yao噪zao聲sheng抑yi製zhi以yi降jiang低di水shui平ping。實shi現xian藍lan牙ya噪zao聲sheng抑yi製zhi時shi,有you兩liang個ge關guan鍵jian的de實shi現xian區qu域yu。

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-DCzhuanhuanqidianlushiyouxiaode,danzaoshengyuanzaimouxieqingkuangxiakenengbutong。qianyigeshilizhongxianshideyanzhengfangfazhishiyigeshili,danzaikaolvruhejinxingzaoshengyizhishi,shibiezaoshengyuanfeichangzhongyao。
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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