【導(dǎo)讀】隨著越來越多的人們“一邊聽音樂一邊運(yùn)動”，無線耳機(jī)也越來越普及。藍(lán)牙經(jīng)常用于智能手機(jī)和耳機(jī)之間的通信。 但是，由于通信錯誤，音頻可能會跳過，因此需要采取濾噪對策。
這是一個非常重要的用戶評估點(diǎn)，也是一個難以解決的問題。這里我們描述一個實(shí)際案例來解釋導(dǎo)致音頻跳過的設(shè)備中的干擾機(jī)制，以及改進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)，以引入解決問題的有用對策。
我們希望您將它作為指南，幫助您更順利地完成設(shè)計工作。我們認(rèn)為主要存在兩種類型的設(shè)計問題。耳機(jī)設(shè)備內(nèi)的干擾，絕對需要一種方法來解決音頻跳過的問題。
耳機(jī)中存在安裝區(qū)域限制，例如真正的無線耳機(jī)，左側(cè)和右側(cè)是分開的，如圖1所示。驗(yàn)證耳機(jī)設(shè)備內(nèi)干擾的對策。
在許多內(nèi)部耳機(jī)干擾的情況下，設(shè)備內(nèi)的不需要的無線電波疊加在通信所需的信號之上，這會產(chǎn)生噪聲并導(dǎo)致音頻跳過。在這里，我們使用商業(yè)產(chǎn)品來測量2.4 GHz信號的最小接收電平，以驗(yàn)證由于設(shè)計對策而導(dǎo)致音頻跳過的可能性的差異，以防止藍(lán)牙設(shè)備內(nèi)的干擾。就內(nèi)部設(shè)備干擾而言，大圖值表示即使信號較弱也可以進(jìn)行通信，并且音頻不太可能跳過。
我們能夠根據(jù)產(chǎn)品驗(yàn)證各種級別，但為什么它們?nèi)绱瞬煌?/div>
我們使用產(chǎn)品A（經(jīng)常觀察到音頻跳過）和產(chǎn)品D（經(jīng)常沒有觀察到這個問題）驗(yàn)證了這種差異的原因。
為了了解產(chǎn)品A和產(chǎn)品D的最小接收電平之間的差異，我們觀察了天線接收的噪聲頻譜。信號流經(jīng)藍(lán)牙天線進(jìn)行通信，但如果噪聲進(jìn)入信號流，則會發(fā)生通信故障。
圖3的左側(cè)顯示了產(chǎn)品D，它具有良好的接收靈敏度，右側(cè)顯示產(chǎn)品A，其靈敏度較差。
圖表上的紅色區(qū)域顯示電源關(guān)閉時的噪音級別，藍(lán)色區(qū)域顯示配對期間的噪音級別。
藍(lán)牙使用跳頻，因此通信信號顯示為窄帶頻譜。由于靈敏度高，通信信號僅在產(chǎn)品D上驗(yàn)證，并且沒有出現(xiàn)其他光譜。
相反，在產(chǎn)品A上驗(yàn)證了具有大約幾MHz頻帶的光譜，其靈敏度較差。 （紅色標(biāo)記）由于藍(lán)牙在通信期間使用跳頻，當(dāng)在所有通信頻帶上發(fā)生這種類型的噪聲頻譜時，噪聲與通信信號混合并降低靈敏度。
為了研究紅色標(biāo)記所示的寬帶噪聲的原因，我們測量了產(chǎn)品D的電路板表面上的磁場分布。（圖4）由于噪聲源的實(shí)際噪聲抑制因設(shè)置和情況而異，因此它是確定電路位置以提前有效降噪非常重要。
圖4的右側(cè)顯示了頻率固定為2.4 GHz時磁場分布強(qiáng)度的結(jié)果。紅色區(qū)域表示強(qiáng)磁場，這表明在DC-DC轉(zhuǎn)換器電路區(qū)域中具有特別高的磁場強(qiáng)度的藍(lán)牙RF-IC將是用于噪聲抑制的有效位置。
這種噪聲是在內(nèi)部產(chǎn)生功率時發(fā)生的開關(guān)噪聲，我們可以假設(shè)開關(guān)頻率的高次諧波發(fā)生在2.4 GHz頻段。
這里我們將介紹一些解決這個問題的對策。
圖5顯示了用于測量的測量環(huán)境以及測量與藍(lán)牙天線耦合的噪聲的結(jié)果。觀察到極高水平的噪聲，這需要噪聲抑制以降低水平。實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙噪聲抑制時，有兩個關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)區(qū)域。
第一個區(qū)域是電源線，第二個區(qū)域是時鐘線。由于電源線由于切換而產(chǎn)生更高的諧波，并且時鐘信號的高次諧波延伸到2.4GHz頻帶，因此在藍(lán)牙信號中產(chǎn)生噪聲。濾波是抑制噪聲傳導(dǎo)的有效方法。
在Murata，我們已經(jīng)商業(yè)化了兩種類型的濾波器，旨在消除2.4 GHz頻段的噪聲。第一種類型包括用于電源線的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器，第二種類型包括用于時鐘線的LQZ02HQ系列。
下面介紹每種過濾器類型的特征。
表1和圖6顯示了在這種情況下用于噪聲抑制的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器的代表性電氣規(guī)范和插入損耗頻率特性。
在許多情況下，電源線和時鐘線是主要噪聲源，在這些電路區(qū)域使用適當(dāng)?shù)臑V波器是一種有效的解決方案。
這些是在藍(lán)牙通信期間測量與天線耦合的噪聲頻譜的結(jié)果。將BLF02RD過濾器插入電源線。我們能夠?qū)⒄瓗г肼曁岣呒s5 dB，并驗(yàn)證BLF02RD濾波器是一種有效的解決方案。
以類似的方式，將LQZ02HQ濾波器插入電源線。我們能夠驗(yàn)證窄帶噪聲的類似改善水平約5 dB。
當(dāng)LQZ02HQ濾波器插入時鐘線時，我們有波形和噪聲頻譜。由于LQZ02HQ濾波器具有很少的低頻衰減特性，因此它只能消除2.4 GHz頻段中存在問題的頻譜，同時保持信號質(zhì)量。因此，它是抑制諸如時鐘的信號線中的噪聲的有效方式。
在這種情況下，將噪聲濾波器插入DC-DC轉(zhuǎn)換器電路是有效的，但噪聲源在某些情況下可能不同。前一個示例中顯示的驗(yàn)證方法只是一個示例，但在考慮如何進(jìn)行噪聲抑制時，識別噪聲源非常重要。
我們提供BLF02RD / LQZ02HQ系列噪聲濾波器，推薦用于不同的電路區(qū)域。BLF02RD / LQZ02HQ濾波器適用于電源線，LQZ02HQ濾波器適用于時鐘線。這兩個系列都具有2.4 GHz高頻范圍內(nèi)的顯著衰減，可望提供顯著的噪聲衰減。
在這種情況下，我們引入了噪聲抑制的示例，其中同一電路中的噪聲干擾藍(lán)牙通信信號。該技術(shù)還可以應(yīng)用于以2.4 GHz頻率通信的非藍(lán)牙設(shè)備，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了噪聲抑制組件，這些組件在2.4 GHz的超小型x 0.4 mm x高頻范圍內(nèi)非常有效考慮到在添加組件時需要節(jié)省安裝表面積，需要0.2 mm。
來源：村田中文技術(shù)社區(qū)
