高级手机硬件工程师带你理解手机MIC（麦克风）电路是若何设计的

1、简介

手机的麦克大多为驻极体的microphone，它是通过人声在空气中传播，引起薄膜电容器震撼，使电容变革，从而导致电压变革，实现声电转换的器件。
由于其体积小、性能好、价格便宜而广泛运用在电子器件上。

MIC电路作为电子产品中主要的声音旗子暗记，也须要格外重视。
下图为范例的MIC电路。

2、电路剖析作为声音旗子暗记，MIC电路最主要的便是尽可能的减少其他旗子暗记的滋扰，达到主旗子暗记的纯粹输入和输出。

上图看到，MIC电路采取差分走线办法。
这种走线可以规避掉所有引入旗子暗记中的共模滋扰。
差分旗子暗记是成对涌现的旗子暗记，大小相等方向相反。
由MIC_BIAS电源供应直流偏置电压，一样平常为1.8V-2V。
直流分量从MIC_BIAS出来经由电阻到达MIC再经由电阻接地。
MIC的偏置电流一样平常哀求0.5MA，可以根据电流选取电阻。
如下图：

R0603、R0605、C0605构成直流分量的RC差分低通滤波器，把直流偏置电压上的抖动和受到的滋扰滤除掉。
C0601、C0602 为隔直电容，将MIC主电路上边的直流分量去除，互换通过耦合进入下一级放大器。
R0601、R0601为电阻，为了肃清高频滋扰。
虽然电阻可以肃清高频滋扰，也同样削弱了 MIC 旗子暗记的能量，使得声音旗子暗记变弱，电阻大小视情形而定。
也有设计上把这里的电阻改成磁珠。
C0606、C0607 肃清共模滋扰，C0608 肃清差模滋扰。
C0603、C0604 为预留位置，可以贴电容滤出旗子暗记，也可以贴 TVS管放雷击。
由于C0603、C0604、C0606、C0607容值小，因此不会对音频电路主旗子暗记产生影响。

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3、设计思路3.1 为什么要用差分电路？主电路很大略，为什么额外器件这么多？身为音频旗子暗记线，最紧张的便是一定不能受到滋扰，滋扰会串进发生装置，产生各种杂音，影响用户体验。
因此设计时采取抗滋扰能力极强的差分电路。
相同的滋扰同时浸染在差分线对上，就可以把滋扰抵消散落。

3.2 如何滤除TDD NOISE?

我们知道，TDD NOISE是217HZ的旗子暗记，这种旗子暗记已经到了人耳可以听到的范围，是不能被滤走的。
为什么？由于你滤除了TDD NOISE的同时，声音旗子暗记中也有大量的217HZ的旗子暗记，如果被滤除，就会涌现声音旗子暗记的缺失落。
电路是分辨不出来噪声和旗子暗记的差异的，只是滤除那个频点附近的所有旗子暗记。
因此，有人说直接用电容滤出217Hz旗子暗记的说法行不通。

那么我们对TDD NOISE就束手无策了吗？当然不是。
TDD NOISE的起因，是由于850MHZ/900MHZ的GSM burst脉冲引起的。
由于这个脉冲的频率是217Hz, 因此才引入该噪声。
画个简图：

实在这个图还是有很多欠妥的地方，经不起穷究，但大概意思是对的。
我们看到，引入217Hz噪声的实在是射频850MHz的微波旗子暗记，这个低频的噪音旗子暗记我们虽然不能滤掉。
但我们可以从源端肃清这个射频旗子暗记。
如果没有这个射频旗子暗记，就不会产生低频噪声了。

因此，我们办理TDD NOISE不是针对217Hz这个频点做的滤波，而是针对850MHz做的。
这也便是为什么这么小的电容就可以滤出低频声音旗子暗记的缘故原由。

3.3 为什么用33PF电容滤除？

33PF是并在音频主通路里，相称于把噪声引入地回路，而使主干路保持旗子暗记纯净，也便是说，下边到地的通路是要滤出噪声的。
如下图：

我们知道，电容的等效电路是由一个寄生电感、一个损耗电阻和电容本身组成的，如下图。
当电路频率较低时候，紧张呈现容性，电感特性表现不明显。
当随着电路频率升高，直到f0时，电容就会表现出纯阻性，即这时候的电容，实在已经变成了纯阻性的电阻，此时回路阻抗最小，为Z0；当频率再升高，超过f0时，则会表现出感性。
也便是说，一个电容当回路频率足够高的时候，就变成了一个电感。
我们把f0这个频率，叫做电容的自谐振频率。

自谐振频率的意义，是当频率达到这个频点时，路径上的阻抗最小，即该频率的旗子暗记会方向于走这条岔路支路。
因此我们就可以用f0这个指标来滤波。

当达到自谐振频率点的时候，只成阻性，因此感抗和容抗相等，即有如下推导公式：

我们现在要滤的波为850MHz，因此f=850MHz，0201/0402电容的寄生电感常日为0.1nH, 详细可以根据规格书自己查，但都相差不大。
带入上式打算，末了得出 C=35.2pF。

如果是900MHz的，C=31.25pF，以是我们选取通用的型号——33pF。
根据详细环境，还可以适当做调度，不过也都是环绕这个容值高下浮动的。
只有知道了事理，才能更好的去调试电路，硬件就要理论实践两手抓，才能让项目做的更加出色。

4、走线

这种音频仿照旗子暗记，尤其还是小旗子暗记，极易受到滋扰。
1> 走线能短只管即便短。
如果麦克就不才一级放大器附近，预留的很多器件都可以省略了。

2> 360度无去世角包地。

3> 滤波电容单点接地。
4> 阔别射频PA、开关电源、时钟旗子暗记。

5、总结

MIC电路虽然看上去随意马虎，但说句实话要想做到完备去除滋扰，还是要多做防护，多积累履历。

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