你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文

如何抑制藍(lán)牙音頻設(shè)備的噪聲和提升其音質(zhì)?

發(fā)布時間:2023-02-21 來源:TDK 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】近年來無需有線連接的無線音頻得到日益普及。隨著高分辨音源的增加、手機(jī)App音樂訂閱服務(wù)的興起,不使用CD等傳統(tǒng)媒體的網(wǎng)絡(luò)音頻受眾也在不斷擴(kuò)大。此類新音頻服務(wù)的利用大多以智能手機(jī)為中心,通過藍(lán)牙(Bluetooth)連接輸出音頻的揚(yáng)聲器或耳機(jī)。


1.png


近年來無需有線連接的無線音頻得到日益普及。隨著高分辨音源的增加、手機(jī)App音樂訂閱服務(wù)的興起,不使用CD等傳統(tǒng)媒體的網(wǎng)絡(luò)音頻受眾也在不斷擴(kuò)大。此類新音頻服務(wù)的利用大多以智能手機(jī)為中心,通過藍(lán)牙(Bluetooth)連接輸出音頻的揚(yáng)聲器或耳機(jī)。


TWS(真無線立體聲)藍(lán)牙耳機(jī)的出現(xiàn)改善了耳機(jī)佩戴的舒適性,打開主動降噪功能后即使在嘈雜環(huán)境中也無需提高播放音量,亦無需擔(dān)心耳機(jī)聲音的外漏。此外,帶有藍(lán)牙功能的播放器在工作時不需要有線連接,播放設(shè)備之間能夠自由切換,配備電池驅(qū)動和內(nèi)置放大器后就是可以隨身攜帶的便攜式音箱。


雖然藍(lán)牙音頻(Bluetooth Audio)設(shè)備具有輕巧便捷等諸多優(yōu)點(diǎn),但必須使用無線信號工作的特點(diǎn)也使其會經(jīng)常出現(xiàn)一些有線設(shè)備不會出現(xiàn)的問題。本期推文就為您介紹在藍(lán)牙音頻設(shè)計(jì)中會出現(xiàn)的問題及其對策示例。


1675161859592454.png


對于擺脫了有線連接的無線連接設(shè)備來說,決定數(shù)據(jù)收發(fā)性能的射頻連接質(zhì)量(接收靈敏度)會影響到其工作和電池壽命。在小型無線設(shè)備中,電路板或各種輸入/輸出的布線會與用于發(fā)送和接收的天線距離較近。而天線輸出的射頻信號如果被麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器等的音頻線吸收就會變成射頻噪聲,從而導(dǎo)致音頻質(zhì)量降低。


另一方面,音頻設(shè)備上使用的數(shù)字放大器的開關(guān)動作會導(dǎo)致音頻線路產(chǎn)生諧波,干擾天線收發(fā)的藍(lán)牙射頻信號。此外,天線與音頻線路之間的距離如果較近,還會發(fā)生電磁耦合現(xiàn)象,這也會導(dǎo)致天線性能劣化以及接收靈敏度降低。


1675161845701817.png

圖1 射頻信號和對操作的影響示意圖


1675161835343113.png


Bluetooth Classic Audio的通信方式(TDD通信)是以固定周期進(jìn)行的,但是當(dāng)射頻信號進(jìn)入到音頻放大器時,會根據(jù)非線性效應(yīng)而輸出包絡(luò)波形。由于這種包絡(luò)波形的頻率在可聽范圍內(nèi),因此會與音頻一起從揚(yáng)聲器輸出,變?yōu)槟苈牭降脑肼暎═DD噪聲)。


RF射頻無線電的包絡(luò)波形引起的可聽噪聲問題并不是藍(lán)牙獨(dú)有的,而是在蜂窩系統(tǒng)和Wi-Fi中也會出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。


5.png

1675161816102242.png

圖2 揚(yáng)聲器線路中的噪聲問題示意圖


1675161805772340.png

噪音示例1 揚(yáng)聲器線路


1675161791628518.png


由于包絡(luò)波形引起的噪聲在可聽頻率范圍內(nèi),若使用濾波器對其進(jìn)行過濾,音頻信號也會發(fā)生衰減,從而影響揚(yáng)聲器輸出。因此適用于揚(yáng)聲器線路的噪聲對策是應(yīng)該盡量衰減導(dǎo)致包絡(luò)波形產(chǎn)生的藍(lán)牙射頻信號(2.4GHz頻段)。這可通過添加一個小的無源過濾器來實(shí)現(xiàn),比如TDK的MAF系列噪聲抑制過濾器。圖3顯示了MAF0603GW抑制器(/Z/)的頻率特性。


1675161775920627.png

圖3 MAF0603GW抑制器(/Z/)的頻率特性


此外,TWS耳機(jī)在使用時是經(jīng)常會用手觸碰的產(chǎn)品,外部的靜電很容易通過麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,因此與藍(lán)牙SoC相連的電路部分需要采取防ESD措施。TDK已推出具有ESD保護(hù)功能的陷波濾波器產(chǎn)品,可同時應(yīng)對音頻信號線路的射頻噪聲和ESD問題。圖4顯示了帶ESD保護(hù)功能的AVRF系列陷波濾波器的插入損耗頻率特性(左)和放電電壓波形(右)。


10.png

11.png

圖4  AVRF系列陷波濾波器的插入損耗頻率特性(左)和放電電壓波形(右) 


圖5展示了將音頻線路用噪聲抑制濾波器MAF系列和帶ESD保護(hù)功能的陷波濾波器AVRF系列組合形成濾波器時的插入損耗特性。由于在2.4GHz頻段具有較大的衰減特性,因此能防止射頻信號進(jìn)入音頻放大器,不會因包絡(luò)波形而產(chǎn)生噪聲。


12.png

1675161719292352.png

14.png

圖5 揚(yáng)聲器線路的噪聲對策


1675161702242988.png

示例2 揚(yáng)聲器噪音對策


1675161690786603.png


當(dāng)藍(lán)牙射頻信號進(jìn)入到麥克風(fēng)線路時,同樣會形成包絡(luò)波形并與麥克風(fēng)的輸入信號結(jié)合,與揚(yáng)聲器線路噪音的發(fā)生機(jī)制類似。來自麥克風(fēng)的噪聲會令聽眾不愉快,此噪音也是降噪麥克風(fēng)發(fā)生故障的原因。


17.png

18.png

圖6:麥克風(fēng)線路中的噪聲問題 


1675161658995103.png

示例3 麥克風(fēng)線路中的噪聲


1675161644764682.png


圖7展示了將噪聲抑制濾波器MAF和通用貼片壓敏電阻作為噪聲抑制元件插入到麥克風(fēng)線路時的效果。貼片壓敏電阻在2.4GHz頻段的阻抗不足導(dǎo)致噪聲的衰減也不足,但MAF可使噪聲被大幅衰減,可聽頻段的噪聲也降低到聽不見的水平。


21.png

22.png

1675161587175048.png

圖7 麥克風(fēng)線路的噪聲對策 


1675161564868135.png

1675161546128717.png

示例4 麥克風(fēng)線路的噪聲對策


那么,采取什么樣的噪音對策不會降低音質(zhì)?對于TWS耳機(jī),為何通信質(zhì)量下降的問題時有發(fā)生?對于接收靈敏度下降的問題,又應(yīng)該使用怎樣的噪聲抑制元件?



免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:


一文搞懂IGBT的損耗與結(jié)溫計(jì)算

R-Car DNN模擬器的介紹

為什么逆導(dǎo)型IGBT可以用于大功率CCM模式 PFC電路

一文了解控制系統(tǒng)及DC-DC轉(zhuǎn)換器控制環(huán)路設(shè)計(jì)推薦

芯片溫度檢測,什么方法最有效?

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉