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Air202/Air800通话或录音出现电流噪音(TDD噪音)问题分析与讨论

合宙 模组资料网 5个月前 (05-15) 69次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

        Air202/Air800支持语音和通话应用,因此我们在开发拥有语音或通话的相关应用时,时常会遇到且难以绕开的问题:出现电流噪音。本文从噪音产生的原因,如何消除,如何防护这几方面进行详细讨论,希望对读者在开发时遇到类似问题有帮助。

        1.什么是TDD噪音。

        由于GSM在每个间隔200KHz频道上共用8个物理信道,即在同一个频率上进行8个用户的时分复用,因此对于每一个用户来说,只有1/8的时间在通话,而其余的7/8的时间空闲,它重复出现的频率大概是216.7Hz。因此模块射频功放每隔4.6mS还有一个发射信号产生,在该信号中包含900MHz/1800MHz,或者是1900MHz的2GGSM信号以及PA的包络线,我们所听到的嗡嗡声就是PA在发射时产生的包络线杂音,因为人耳的听觉频率范围为20Hz~20KHz,216.7Hz就落在人耳可听到的范围内。这种TDD噪音出现的情景有:1.本地通话过程中,喇叭一直能听到明显的嗡嗡电流音。2.对方听到嗡嗡电流音。3.录音的时候听到嗡嗡的电流音。4.TTS语音播报时听到电流音。

        2.TDD噪音产生的主要途径

        TDD噪音主要有两种传播方式:传导和辐射。容易引入音频干扰的三个途径:地,电源,射频信号。

        辐射的传播方式主要是由于天线的辐射对音频信号的干扰。天线在工作时会对周围发射电磁波,如果这是天线的功率较大就会影响到周围的器件,如LCD连接器,电池连接器等都可能成为辐射源。如果这些器件没有保护好,比如一个悬浮的金属,这个金属就会成为一个217HZ的天线,然后影响到附近的SPK或者MIC信号,形成干扰。

        传导方式主要是通过电源途径干扰到音频信号。PA在每次发射是都会有一个突发脉冲大电流需求,由于突然的对电源进行大电流的抽载,由于电源走线等原因或多或少会存在内阻,导致电源上出现纹波,而这个扰动的纹波最终会传导到地平面上,如果主板的地平面设计不良导致地平面阻抗增加,导致地皮面上不同的位置上存在电势差,而音频信号的参考点是以地平面做参考,导致地平面的电势差会叠加到音频信号上导致TDD噪音。

        3.TDD噪音问题的定位

        要解决TDD噪音问题,首先就要定位噪音是从何处引入,定位到干扰源才能对症下药。定位通常用排除方分析。

        天线:把天线用同轴连接线引到外部远离设备,看看干扰是否消除,用以确定是否是天线辐射导致干扰。

        MIC:如果通话电流音是对方听到,而且去掉mic后干扰音消失,可以判断是由MIC受到干扰导致。

        喇叭:将mic静音如果喇叭还能听到电流音则说明干扰由喇叭引入。

        电源:将天线远离主板,发现天线离主板的远近并不影响干扰音的大小,可以判断是有电源传导导致。

         4.TDD噪音产生的处理方法

        对于音频线路被天线辐射耦合干扰的情况,可以采取滤波的方式改善,可以在音频的差分走线上并联33pf滤波电容到地,将辐射的能量传导到地平面上,同时在两个差分线直接并联100pf电容用于滤除共模的残余能量,而正常差模的正常信号不被影响。注意对于33pf滤波电容如果滤波效果不佳需要进行调整,因为电容的封装,材质,温度等都会影响电容的谐振点,因此就要调整33pf附件的容值去调试,以期望电容的谐振点落在900MHZ附近。

        如果音频线离天线太近,滤波电容不足以完全滤除噪音,还需要常用隔离保护的措施。如果喇叭或MIC的焊接线较长,需要将两根线拧成双绞线紧密缠绕,必要的时候需要包裹导电布在线的表面,同时导电布要连接主板的地。
        如果是地平面噪声导致干扰,则需要增强地的连通性,可以用铜箔覆盖主板并且铜箔四周与地连接,以增强地的连通性,最终要通过更改PCB解决,优化走线多打地孔,必要的时候要用多层板。

        5.TDD噪音的预防

        如果出现的问题再去调试处理,往往费时费力,效果还不一定好,因此要在设计阶段要进行预防处理杜绝问题发生。

        在产品的布局阶就要区分好电源部分,高速线部分,射频部分,和音频部分,各个部分尽量有一定的隔离度,喇叭mic的放置位置要远离天线。

        在音频走线上要严格差分方式走线,同时两边用地保护,同时两边要有均匀地孔。同时音频走线对面层不能有其他高速线平行,同时同层的高速线也要远离。音频走线上要预留滤波网络并且靠近接收端。

        电源部分要做好设计,最小话走线引入的阻抗,减少纹波,同时电源走线避免走成环状,避免天线效应。

        6.总结

        对于TDD噪音问题最重要的是在设计阶段就要重视这个问题,要做相关的预防措施,同时预留调试的器件,方案,要做到防患于未然。


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