芯耀
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設備麥克風信號通路要求-帶寬
麥克風輸出信號通路中的直流濾波電容器必須有一定的尺寸，這樣它們就不會限制信號帶寬。≥1μf組件通常是很好的。此外，信號鏈中的所有其他組件必須支持麥克風輸出帶寬。如果預期帶寬超過20kHz(超聲波)，這一點尤其值得注意。
數(shù)字麥克風的電路實現(xiàn)
在上文提到的，針對模擬麥克風保護和過濾信號連接的原則同樣適用于數(shù)字麥克風。然而，由于對數(shù)字信號干擾的魯棒性，通常較少需要保護，或者使得數(shù)字信號更清晰。在許多情況下，數(shù)字麥克風可以減少設計、原型制作、重新設計和過濾組件的工作量，同時仍然可以達到與模擬麥克風類似或更好的信號質量。在智能手機、平板電腦、智能音箱和物聯(lián)網設備等無線連接設備所處的具有挑戰(zhàn)性的電磁環(huán)境中，數(shù)字接口尤其有益。數(shù)字信號還可以使用更長的跟蹤長度而不會出現(xiàn)問題，因此它們非常適合于大型設備，例如可以進行長信號連接的筆記本電腦。
數(shù)字接口的一個缺點是與模擬接口相比，麥克風和接口的電流消耗更高。然而，整個系統(tǒng)的電流消耗并不一定更高，因為模擬到數(shù)字的轉換必須在信號鏈的某個點上完成，模擬麥克風也是如此。
盡管在許多情況下實現(xiàn)數(shù)字麥克風比模擬麥克風更容易，系統(tǒng)設計者仍然需要知道自己在做什么。模擬信號(Vsupply, ground)必須保持穩(wěn)定和干凈，數(shù)字信號連接必須正確實現(xiàn)，以確保無縫運行。
MEMS麥克風中最常見的數(shù)字接口是PDM(脈沖密度調制)。它是一個1位接口。PDM接口比其他數(shù)字產品更簡單、更便宜。一個關鍵的簡單性因素是PDM接口不需要在麥克風中有額外的降頻數(shù)位濾波。這樣就節(jié)省了麥克風的芯片面積、成本和電流消耗。在PDM麥克風中，模擬到數(shù)字轉換產生的延遲非常小。
一個PDM接口由兩個接口信號組成:時鐘和數(shù)據。L/R(左/右)選擇插腳通過將插腳連接到地面或Vsupply，可以在同一數(shù)據線上使用兩個麥克風。在電源電壓和接地條件下，總麥克風芯片的引腳數(shù)為5。
在模擬麥克風的電路實現(xiàn)中，信號連接電路和跟蹤設計是模擬麥克風的關鍵。它們對數(shù)字麥克風同樣重要，但原因不同。電路板上的所有痕跡都有阻抗。由時鐘中尖銳的數(shù)字信號邊緣和數(shù)字麥克風的數(shù)據信號引起的非常高的頻率(高達數(shù)百兆赫)會受到這些阻抗的顯著影響。此外，發(fā)送和接收彼此信號的組件的輸出和輸入在維持信號質量方面起著重要作用。設計和執(zhí)行不會降低數(shù)字信號質量的信號連接的原則相對簡明，主要原則如下：
發(fā)送信號(源)的組件的輸出必須與它所驅動的信號線相匹配。不匹配可能會導致過沖、下沖、反射和振鈴等問題。這可能會導致不可預測的信號電平和位錯誤，以及可能影響相鄰系統(tǒng)的干擾。誤碼降低了麥克風系統(tǒng)的性能。振鈴、過沖和下沖會導致最小和最大信號水平顯著低于或高于預期。產生的電平可能會違反為麥克風(或系統(tǒng)的其他部分)指定的絕對最大額定值。
為了避免問題，時鐘的阻抗和數(shù)據跟蹤應該被控制。線的阻抗取決于它的尺寸和在電路板上使用的材料。電路設計工具可用于設計受控阻抗道，例如在50至100歐姆之間。
（這里額外說一下原因，很多成熟設計都是這么做，算是一個經驗設計方法。實際上， 其實這個小電阻的作用就是為了解決信號反射問題。而且隨著電阻的加大，振鈴會消失，但你會發(fā)現(xiàn)信號上升沿不再那么陡峭了，串聯(lián)電阻是為了減小反射波，避免反射波疊加引起過沖。這個解決方法叫阻抗匹配，一定要注意阻抗匹配，阻抗在信號完整性問題中占據著極其重要的地位）
源終端電阻
- 源終端電阻用于匹配源和跟蹤的阻抗；
- -電阻與示蹤線串聯(lián)，靠近電源；
終端電阻的分量值取決于其所處的跟蹤特性;典型值從50歐姆到100歐姆；
- 時鐘線源終端電阻(RTC)(1)保持信號邊緣干凈，避免過沖和振鈴，幫助避免接口計時問題，發(fā)射干擾和增加電流消耗；
- 在數(shù)據線(RTD)(2)上也增加了終端電阻，以避免計時問題和位錯誤。
濾波電容
- Vsupply干擾濾波電容器(CPS) (3);典型值是0.1μf但10μf是可能的
- 用于Vsupply的RF干擾濾波電容器(CRF) (4
可能需要幾個，每個過濾出特定的干擾頻率
電容器通常是小值，10 - 500pF
- 最小值濾波電容應放置在離麥克風最近的位置
- 所有電容連接到電源層的線路盡量短 (5);建議避免所有走線都聚在一起并直接通過pads選擇vias，這是不建議的；
- 電容走線(5)中的電感應盡量減小，以最大限度地提高濾波性能
- 一些電容(例如基于第2類介質的電容)可以產生噪音
不應在離麥克風太近的地方使用
圖7數(shù)字麥克風和音頻編解碼器接口示例
其他設計注意事項：
- 可以在每個麥克風的電源線上添加一個串聯(lián)電阻或鐵氧體(R/F)(6)，以抑制或濾除高頻電磁干擾(EMI)噪聲；
- 從麥克風上的L/R引腳到Vdd和接地(7)的線路應較短；
- 麥克風接地(8)應該與直接位于麥克風接地的線路板通過vias;應避免留下額外走線；
- 麥克風數(shù)據和時鐘線應與高速傳輸線分開；
在上面所示的配置中，兩個麥克風同時通電或切換到其他電源模式(例如正常模式<->低功率模式，由時鐘頻率控制)。開關或者與門電路可以與編解碼器的GPIO輸出(通用IO)一起使用，分別控制每個麥克風的功率和時鐘。
