MEMS麦克风的电路设计与实现（五）完结篇

关于EMC继续：

图13 关于无干扰麦克风信号

信号跟踪长度应尽量减小以减小干扰拾取(1)

• 信号线应分开，防止串扰(2)

• 信号应适当屏蔽电磁辐射和串扰
 
其他信号线(3)
 
-信号线最安全的地方通常是在电路板内的两个接地平面(层)之间，信号线的两侧有保护接地线
 
• 应该使用滤波来去除信号中的干扰(4)
 
麦克风或其他音频系统不应靠近射频系统
 
-将麦克风和天线分开放置在设备的不同平面上是一种很好的做法
 
• 音频信号或接地不应与射频痕迹平行路由(射频信号或射频接地)
 
-信号应相互垂直路由，麦克风信号与干扰源之间的距离应最大
 
-射频痕迹或其他干扰源不应位于麦克风下方
 
除了上面的信号清洁度建议，数字麦克风实现部分中列出的方法也普遍适用(参见“信号连接”部分的更多细节)
 
在Vsupply中使用电容器(CPS, CRF)来过滤来自电源线的低频和高频干扰
 
-放置最小值滤波电容器最接近麦克风
 
-最小化滤波电容器到电源平面的迹线长度
 
-最小化电感在电容器痕迹
 
-避免使用基于靠近麦克风的2类介质的电容器(因为会产生听觉噪音)

• 在每条电源线路上增加一个串联电阻或铁氧体，以进一步抑制电磁干扰

• 通过麦克风接地板上的通孔将麦克风接地与电路板接地板连接;避免痕迹
 
建议采用数字(或差分模拟)接口;特别是当队伍很长，环境又很困难的时候。请参阅数字麦克风射频实施指南“数字麦克风的电气实现”部分。
 
内部的麦克风是保护防止辐射干扰的金属包，然而高质量的接地也是高干扰免疫力的必要。

• 必须为麦克风提供高质量的接地，以便干扰有一个低阻抗路径绕过麦克风

• 优化干扰保护,地面应设计成最小的潜力(电压)变化在地面区域(ΔV = 0)

-实心板面接地为射频信号提供最低阻抗，从而提供稳定的接地

• 使用柔性电路板可能会降低地面质量;地面稳定性和抗干扰性可能会受到影响
 
-软板上的地面痕迹要宽，以提高地面质量
 
-建议将麦克风接地到主电路板上的接地(通常与编解码器相同)
 
关于电源干扰：

电源线路的抗干扰性是影响传声器电气鲁棒性和抗干扰能力的关键因素。麦克风有良好的电源抑制能力可以节省设备设计师/制造商时间和金钱但它也仍然是设备的设计,以确保电源线留在的干扰水平的麦克风可以应付他们,没有输出信号质量的退化。电源抑制率(PSR)和电源抑制率(PSRR)是指示麦克风抑制能力的参数。
 
电源线路必须保持清洁，不受干扰
• 滤波器干扰(参见上一页的“射频干扰缓解”了解更多细节)
• 屏蔽电源痕迹
• 避免接近电源干扰源，如数据总线和开关稳压器
• 如有必要，使用可调节的低噪音电源
 
正如在“电流消耗”部分中提到的，一个具有良好的电源干扰抑制性能的麦克风可以通过实现更简单的电源解决方案来帮助降低系统电流消耗。
 
关于ESD：

MEMS麦克风被植入设备的方式对麦克风对静电放电(ESD)的抗静电性有显著影响。放电会以两种不同的方式伤害MEMS麦克风:电性和机械性(由于火花引起的高压脉冲)。
 
通过防止火花接触到麦克风的敏感半导体部件，可以防止与ESD有关的高电压造成的电气损坏

• 必须为放电提供绕过麦克风的低阻抗接地路径
MEMS麦克风包通常是屏蔽和接地的，但最好不要让火花通过包接地
-这是重要的是保持极端响亮的火花尽可能远离声传感器
• 关键的实现因素是麦克风接地的质量必须高，即接地和接地内部的阻抗必须低
 
风对麦克风是一个具有挑战性的环境因素。减少风噪声的有效方法很少。在大多数类型的消费电子设备中，传统的风噪声缓解策略，如泡沫或毛皮风屏由于其尺寸、外观和挑战性的大规模生产是不可行的。电气解决方案相对无效。风(噪音)从一个位置到另一个位置通常是任意的和不相关的，因此很难用，例如，多麦克风软件解决方案来消除。风噪声往往有较宽的频带，与所需的声音重叠，因此电信号滤波也不能有效使用。大多数风噪声能量是在低频，所以可以通过高通滤波实现一些改善，但这可能会影响想要的音频信号的低频。由于风的湍流性质，噪音可能经常听起来像糟糕的失真，但这并不一定意味着麦克风(系统)实际上是饱和的。然而，某些类型的风，比如非平稳噪声的爆发，会导致信号水平上升到足以造成饱和的程度。麦克风和系统的高声过载点可能有助于解决这种风噪声。
 
以上，关于电路设计的主要部分也终于整理完全，舒了一口长气。