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如何设计具有最小运算放大器设计的麦克风电路

2019-04-29 来源:admin 责任编辑:网络整理 点击:

语音命令是许多应用程序中的常见功能,也是使产品在差异化市场中具有竞争力的好处之一。
麦克风是任何基于语音或语音的系统的组成部分,驻极体麦克风是这些应用的常见选择,因为它们体积小,成本低,性能高。
本文重点介绍一种非常紧凑的驻极体电容式麦克风前置放大器的设计,该前置放大器具有优化的成本,具有高性能,成本敏感的电路产品组。
该设计采用业界最小的运算放大器TLV9061,0。
8毫米x 0
超紧凑8 mm轮廓无铅封装技术(X2SON)
图1显示了驻极体麦克风放大器电路的配置。
图1:同相驻极体麦克风放大器电路大多数驻极体麦克风使用JFET 2结场效应晶体管(JFET)进行内部调光。
2kΩ上拉电阻极化。
声波移动麦克风元件,使电流流到麦克风内部的JFET漏极。
JFET的漏极电流耦合到AC,偏置到中间源,并在R2上产生电压降,R2连接到运算放大器的IN +引脚。
运算放大器配置为相位滤波带中的放大器电路。
可以使用预期的信号电平和期望的输出幅度和响应来计算电路的增益和频率响应。
让我们看一下+3电路设计的例子。
3V电源,输入为7。
93mVRMS,输出信号为1VRMS。
7
93mVRMS对应于麦克风中的0。
63 Pa音量输入和-38 dB声压级灵敏度(SPL)规格。
带宽的目的是将300 Hz的一般音频带宽传递到3 kHz。
公式1显示了传递函数,它定义了VOUT和AC输入信号之间的关系。公式2根据预期信号电平和所需输出电平计算所需增益。使用标准10kΩ反馈电阻使用公式3计算R 6。设置上(fH)和下(fL)截止频率,以将所需的通带衰减从300 Hz降低到3 kHz。所需频段(公式4):选择C7设置截止频率fL。5)选择C6以设置fH的截止频率(公式6)。选择C2使输入足够低以通过低频声音,截止频率为30 Hz(fIN)(公式7):2显示麦克风前置放大器电路的测量传递函数。扩音器
由于高通和低通滤波器之间的窄带宽和衰减,平带增益仅为41。
8 dB或122
5 V / V,略低于目标值。
图2:麦克风前置放大器传输功能使用TI的X2SON封装技术将电路安装在直径为6 mm的驻极体麦克风背面。
由于封装尺寸的限制,需要非常小的运算放大器。TLV9061是零占用区域。
8毫米x 0
8毫米
此外,0201电阻和小电容可以最大限度地减少印刷电路板(PCB)面积。较小的电阻可用于进一步减小该面积。
图3和4显示了印刷电路板设计。
图3:6 mm直径驻极体麦克风背面的麦克风前置放大器设计图4:PCB设计的三维视图,显示各种麦克风和PCB角度。您可以调整以前的设计步骤,以满足不同的麦克风灵敏度要求。
如果您使用TLV9061等小型放大器进行设计,请参阅使用TIX2SON封装进行设计和制造的最佳设计实践。