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驻极体电容式麦克风前置放大器怎么设计?
时间: 2023-07-26 09:59 浏览次数:
驻极体电容式麦克风前置放大器怎么设计?本文围绕高性能、成本敏感型电路系列文章的主题,为大家介绍体积极小、成本优化的驻极体电容式麦克风前置放大器的设计。该设计采用T
本文围绕高性能、成本敏感型电路系列文章的主题,为大家介绍体积极小、成本优化的驻极体电容式麦克风前置放大器的设计。该设计采用TLV9061,这是业界最小的运算放大器(op amp),采用0.8mm×0.8mm超小外形无引线(X2SON)封装技术。驻极体麦克风放大器的电路配置如图1所示。

图 1:同相驻极体麦克风放大器电路
大多数驻极体麦克风都采用结型场效应晶体管(JFET)进行内部缓冲,JFET采用2.2kΩ上拉电阻进行偏置。声波移动麦克风元件,导致电流流入麦克风内部的JFET漏极。JFET漏极电流在R2上产生电压降,该电压降交流耦合,偏置到中间电源并连接到运算放大器的IN+引脚。运算放大器配置为带通滤波的同相放大器电路。利用预期的输入信号电平和所需的输出幅度和响应,您可以计算电路的增益和频率响应。
让我们来看一个电路的示例设计,用于+ 3.3V电源,输入为7.93mVRMS,输出信号为1VRMS。7.93mVRMS对应于具有麦克风的0.63Pa声级输入和-38dB声压级(SPL)灵敏度规格。带宽目标是将300Hz的常见语音频率带宽传递到3kHz。
公式1显示了定义VOUT和AC输入信号之间关系的传递函数:
公式2根据预期的输入信号电平和所需的输出电平计算所需的增益:
选择标准的10kΩ反馈电阻,并使用公式3计算R6:
要将所需通带中的衰减从300Hz降至3kHz,请将上(fH)和下(fL)截止频率设置在所需带宽之外(公式4):
选择C7设置fL截止频率(公式5):
选择C6以设置fH截止频率(公式6):
要将输入信号截止频率设置得足够低以使低频声波仍能通过,请选择C2以实现30Hz截止频率(fIN)(公式7):
图2显示了麦克风前置放大器电路的测量传递函数。由于高通滤波器和低通滤波器之间的窄带宽和衰减,平带增益仅达到41.8dB或122.5V / V,略低于目标。

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