新型電聲產(chǎn)品接口技術(shù)(08-100)

　　數(shù)字麥克風(fēng)與數(shù)字輸出麥克風(fēng)的前置放大器

　　雖然簡單的基于JFET放大器的功耗很低，但是其線性度差而且精度低。因此，改進(jìn)麥克風(fēng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)就是將前置放大器和數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來，在保持極低功耗的同時(shí)，通過提高線性度和降低噪聲來增加動(dòng)態(tài)范圍。

　　數(shù)字麥克風(fēng)

　　移動(dòng)電話處于固有的噪聲環(huán)境。傳統(tǒng)的JFET放大器(以及任何純模擬)方案的問題是，模擬麥克風(fēng)的輸出信號很容易受到潛伏在放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)之間的噪聲信號的干擾。因此，將ADC集成到麥克風(fēng)中，使麥克風(fēng)自身能夠提供數(shù)字輸出，以減小噪聲干擾。其基本結(jié)構(gòu)見圖4所示。

　　圖4 數(shù)字麥克風(fēng)基本結(jié)構(gòu)見圖

　　圖4是數(shù)字麥克風(fēng) (SPM0205HD4型)原理示意圖。其中ADC為△∑型. 它是將以往的模擬麥克風(fēng)輸出送至∑△模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在外部時(shí)鐘控制下，以PDM方式進(jìn)行數(shù)字式輸出。數(shù)字式麥克風(fēng)的過采樣率可達(dá)3.25Mhz，經(jīng)過用戶接收方的線路進(jìn)行抽取處理并過濾全部數(shù)據(jù)。尤其是低功耗∑△ADC不受嚴(yán)格的設(shè)計(jì)限制能達(dá)到高分辨率。而低功耗休眠模式，當(dāng)不需要麥克風(fēng)時(shí)進(jìn)入節(jié)電模式，可以延長電池工作壽命。

　　這種麥克風(fēng)的特點(diǎn)是不受EMI的影響，直接把音頻信號傳入處理芯片;以∑△型A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行PDM輸出，相當(dāng)于14bit的分辨能力;回路設(shè)計(jì)容易，能自由設(shè)置選擇麥克風(fēng)的位置;全數(shù)字化的回路設(shè)計(jì)，減少元件數(shù)量;立體聲麥克風(fēng)信號只需1根數(shù)據(jù)線來傳送;有睡眠模式。

　　可在便攜電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝錄機(jī)、需要避免電磁干擾影響的麥克風(fēng)上應(yīng)用。

　　圖5為數(shù)字麥克風(fēng)連接及其應(yīng)用示意圖。數(shù)字麥克風(fēng)的輸出與數(shù)據(jù)(data)及時(shí)鐘(clack)信號將被送至芯片PCM數(shù)據(jù)流處理. 即經(jīng)過用戶接收方的線路進(jìn)行抽取處理并過濾全部數(shù)據(jù)。

　圖5 數(shù)字麥克風(fēng)連接及其應(yīng)用示意圖

　　數(shù)字輸出麥克風(fēng)的前置放大器

　　集成的數(shù)字輸出前置放大器及其接口的框圖如圖6所示。

　　圖6 集成的數(shù)字輸出前置放大器及其接口的框圖