MIC电路知多少

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之前朋友说文章要写的逗，我写的还不够逗吗？感觉自己都变成了被硬件耽误了的谐星。。。

不过讲到专业的东西，也实在是没有什么太能发挥幽默的地方就是了。。。

最近已经成了洒鸡汤的一把好手，劝别人都是努力加油你会更好的~不过照我说，你做出来了，用自己的真实行动去劝别人，这就不是撒鸡汤了，这是有说服力的劝勉。空口白牙完全没有同理心的只是一心劝善，那才是真的洒鸡汤~

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篇 1

MIC是电子类产品尤其是手机上的常用元器件，不起眼却重要。

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，引起薄膜电容器震动，使电容变化，从而导致电压变化，实现声电转换的器件。由于其体积小、性能好、价格便宜而广泛应用在电子器件上。我们可以粗糙的把驻极体mic视为一个场效应管。

MIC电路作为电子产品中重要的声音信号，也需要格外重视。

下图为典型的MIC电路。

2.电路分析

作为声音信号，MIC电路最重要的就是尽可能的减少其他信号的干扰，达到主信号的纯粹输入和输出。

上图看到，MIC电路采用差分走线方式。这种走线可以规避掉所有引入信号中的共模干扰。

差分信号是成对出现的信号，大小相等方向相反。由MIC_BIAS电源提供直流偏置电压，一般为1.8V-2V。直流分量从MIC_BIAS出来经过电阻到达MIC再经由电阻接地。MIC的偏置电流一般要求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干扰滤除掉。

C0601、C0602 为隔直电容，将MIC主电路上边的直流分量去除，交流通过耦合进入下一级放大器。

R0601、R0601为电阻，为了消除高频干扰。虽然电阻可以消除高频干扰，也同样削弱了 MIC 信号的能量，使得声音信号变弱，电阻大小视情况而定。也有设计上把这里的电阻改成磁珠。

C0606、C0607 消除共模干扰，C0608 消除差模干扰。

C0603、C0604 为预留位置，可以贴电容滤出信号，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信号产生影响。

3.设计思路

为什么要用差分电路？主电路很简单，为什么额外器件这么多？

身为音频信号线，最主要的就是一定不能受到干扰，干扰会串进发生装置，产生各种杂音，影响用户体验。因此设计时采用抗干扰能力极强的差分电路。相同的干扰同时作用在差分线对上，就可以把干扰抵消掉。

而我们知道，如果是手机类产品，会有射频微波。GSM发射850MHZ的功率最强，而由于GSM的制式模式决定，每4.616ms会发射一组burst信号。这个信号本身是个850MHz以上的高频信号，是不在人耳的听觉范围之内的。但是由于每个4.616ms发射一次，就相当于一个217Hz的脉冲信号，而这个低频的脉冲信号，则会进入人耳的听觉范围之内。这就是臭名昭著的、被广大音频工程师所深恶痛疾的TDD NOISE。为了要把TDD NOISE滤除，引入了C0603、C0604两颗电容，容值大概为以850MHZ为谐振频点，33PF的电容，具体值可以具体情况调整。

4.走线

这种音频模拟信号，尤其还是小信号，极易受到干扰。

1> 走线能短尽量短。如果麦克就在下一级放大器附近，预留的很多器件都可以省略了。

2> 360度无死角包地。

3> 滤波电容单点接地。

4> 远离射频PA、开关电源、时钟信号。

MIC电路看上去容易，要想做到完全去除干扰，还是要多做防护，多积累经验。

另附篇 2：

关于篇 1 的MIC电路，有一些东西没展开说，后来想想还是说一下比较好。

1.如何滤除TDD NOISE?

我们知道，TDD NOISE是217HZ的信号，这种信号已经到了人耳可以听到的范围，是不能被滤走的。为什么？因为你滤除了TDD NOISE的同时，声音信号中也有大量的217HZ的信号，如果被滤除，就会出现声音信号的缺失。电路是分辨不出来噪声和信号的区别的，只是滤除那个频点附近的所有信号。因此，有人说直接用电容滤出217Hz信号的说法行不通。

那么我们对TDD NOISE就束手无策了吗？当然不是。

TDD NOISE的起因，是因为850MHZ/900MHZ的GSM burst脉冲引起的。因为这个脉冲的频率是217Hz, 因此才引入该噪声。画个简图：

这个图还是有很多不妥的地方，经不起深究，但大概意思是对的。我们看到，引入217Hz噪声的其实是射频850MHz的微波信号，这个低频的噪音信号我们虽然不能滤掉。但我们可以从源端消除这个射频信号。如果没有这个射频信号，就不会产生低频噪声了。

因此，我们解决TDD NOISE不是针对217Hz这个频点做的滤波，而是针对850MHz做的。这也就是为什么这么小的电容就可以滤出低频声音信号的原因。

2.为什么用33PF电容滤除？

33PF是并在音频主通路里，相当于把噪声引入地回路，而使主干路保持信号纯净，如下图。

也就是说，下边到地的通路是要滤出噪声的。

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，主要呈现容性，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，其实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。也就是说，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，即该频率的信号会倾向于走这条支路。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电容的寄生电感通常为0.1nH, 具体可以根据规格书自己查，但都相差不大。带入上式计算，最后得出 C=35.2pF。

如果是900MHz的，C=31.25pF

所以我们选取通用的型号——33pF。

根据具体环境，还可以适当做调整，不过也都是围绕这个容值上下浮动的。

知道了原理，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。