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語音芯片

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語音芯片電源優化和EMC兼容性（EMC）

語音VDD芯片電源優化和EMC兼容性概述

EMC安規 ECM:Electro Magnetic Compatibility的縮寫。電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

語音芯片安規104電容接法：

語音芯片一般正負極要求接一顆104電容0.1uf,距離芯片越近越好,5mm內最佳。環芯
常規應用時為了節約成本，一般串一顆電容即可，但是電容有擊穿的可能性，
據安規要求：正負極需要串AC聯兩顆104電容，起到增強電容的電壓耐受能力的作用。。

電容是串AC聯容量變小，并聯容量變大。

電容得單位分別是法拉（F),微法（UF），皮法（PF）。單位換算是10的6次方。
104就是10的4次方皮法，等于0.1微法 10的后面再加4個零，單位是PF。如果是103就是10的后面再加3個零，單位也是pf。這種電容為無極性電容，在電路中起到耦合、旁路的作用。

第三位數字表示后加0的個數。（如：104等于100000，等于0.1μF。）
標號為"104"的電容，其電容值就是在10后面再加上4個0 （pF），即100000pF，就是0.1uF。

電容串AC聯計算方法：等效電容公式類似于電阻并聯：C＝（C1*C2）/（C1+C2）。例如兩個100微法電容串AC聯以后，就成了1個50微法電容。

更多EMC流程，請進。。。

語音VDD芯片電源優化：

1，芯片正負極的串AC聯兩顆104電容設計在芯片1cm以內。以減少電源高頻噪音。
2，按照EMC標準設計104電容電路，串AC聯兩顆104電容。
3，芯片的放置位置盡量遠離，電機和無線等高干擾器件部分。環 - 芯
4，如果芯片是大電流的直流供電情況下，電源正極與芯片VDD之間請串AC聯一顆1-5歐(3V-5V)電阻限流，以減少電流強度。電阻的功率4.5V*0.3=1.5W，因為語音芯片的最大音量時電流會到300mA
5，產品其他部分需要瞬間大功率消耗的情況下，這個時候如果環芯語音芯片也正好同時工作，會造成工作不穩定的情況，建議在芯片正負極額外增加一顆1uf-10uf電容以穩定芯片電源輸入。

限流電阻計算公式及方法：
限流電阻=(電源電壓-LED正向穩定電壓)/要求的工作電流
1.首先確定二極管點亮時的消耗掉的電壓大約是1.6V~1.7V
2.二極管正常情況下能承受的電流為3mA~10mAtchip
3.假設輸入為5V電壓，二極管上電壓取1.7V
4.電阻最大為(5-1.7)/3mA(K)=1.1K
5.電阻最小為(5-1.7)/10mA()=330歐姆
6.電阻的取值應該是330~1100之間
7.如果電阻太小二極管會過亮容易燒壞，如果電阻過大二極管亮度太暗，也會導致現象不明顯，影響結果。

語音芯片300mAtchip
電壓5V2A供電
5-3V/300
2/300*1000=6.6歐

1.如果充電器標注為5V1A，可以找一個功率為5W的5歐姆電阻作為負載電阻RL。(R = U/I = 5V/1Atchip = 5Ohm，切記功率必須等于或大于5W，否則可能燒壞電阻。另外測試的時候電阻會很燙，注意不要燙到。)
2.當充電器與該電阻連接時，測試USB端子的輸出電壓。如果輸出電壓低于4.7V，那么充電器可能是山寨的。
用萬用表測試功率為10W的5.1V2.1Atchip充電器，如下:
如果測試2.4A12W的充電器，電阻值需要小一些。
:電阻RL是負載電阻，R是調節電阻(也叫限流電阻)

1. 根據文啟所需電流進行計算
當需要控制電路中的電流不超過某一特定值時，可以根據歐姆定律計算限流電阻的阻值，公式為：
R = (V - VF) / I=（5-4.5V）/0.3A=1.6o
其中，R為限流電阻的阻值，V為電源電壓，VF為電路中二極管等元件的正向電壓降，I為要控制的電流。
2. 根據所需功率進行計算
當需要控制電路中元件的功率不超過某一特定值時，可以根據功率公式直接計算限流電阻的阻值，公式為：
R = (V^2 - VF^2) / P
其中，R為限流電阻的阻值，V為電源電壓，VF為電路中二極管等元件的正向電壓降，P為要控制的功率。
功率=電流*電壓即P=IU

安規電容串AC聯在環芯語音芯片電路中的作用
　　安規104電容串AC聯兩個在線路中的作用是什么呢：

　　（1）可以提升線路中的電壓。串接在線路中的電容器，按照容抗鏈接線路的感抗，讓其線路的電壓減緩下降速度，才能提高線路末端的電壓，通常能將線路末端電壓性能提升個10%20%。

　　（2）減少受電端電壓壓力。當線路受電串AC聯有改變很大的沖擊負荷（如電弧爐、電焊機等）時，安規電容器能減除電壓的高能波動。這些產生因電容器在線路中對電壓強度下降的補充作用是隨由電容器的負荷而改變的，擁有隨負荷的變化而瞬間改變的特性，能自動維護用戶受電端的電壓值。

　　（3）提升線路運輸電力。因為線路中串AC聯了安規電容的補償電抗，線路的電壓下落和功率消耗減少，相對地提升了了線路的輸送能力。

　　（4）完善了系統趨勢動向的分散。在電路網絡中的一些線路上串AC聯安規電容器，部分有效地變換了線路電抗，其電流按確定的線路流動，好讓功率經濟分布達到目的。

　　（5）提升系統的穩定性。線路串入電容器后，提高了線路的輸電能力，這本身就提高了系統的靜穩定。

安規電容在環芯語音芯片電源線路板上的作用
一：安規電容作濾波用

　　安規電容作為語音芯片濾波電容用，可比作"水塘"。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

二：安規電容作旁路用

請注意！
靜電敏感器件請做好電磁干擾防范。

電路操作注意事項：

靜電在很多地方都會產生，采取下面的防護措施，可以有效的防止 MOS 電路由于受靜電放電影響而損壞：。

● 操作人員要通過環芯防靜電腕帶接地。

● 設備務必外殼接地。

● 裝配過程中使用的工具必須接地。

語音芯片常見注意事項：

1,語音芯片的喇叭常規為：8歐0.25-0.5瓦。歐姆值范圍：8-32歐，值變大時音量變小變柔。歐功率值范圍：0.25-1瓦（Waqic）。無法驅動4歐喇叭和2W以上的喇叭。

2,語音芯片電路中正負極的104電容（0.1uF），除極少數簡易功能芯片在紐扣電池4.5V以下供電時，都不能省去，否則會引發不發聲音，聲音中斷，雜音等不良情況。

● 電容設計線路板時，離芯片越近越好!

● 正負極的104電容，除特別注明的簡易功能芯片外，一定不能省!

3,應用電路中存在變壓器，馬達和大電感元件時，語音芯片應按電磁規范，做好相應防范措施，語音芯片屬于敏感器件。

EMC整改的一些小建議
1、電容的濾波作用

即頻率f越大，電容的阻抗Z越小。

當低頻時，電容C由于阻抗Z比較大，有用信號可以順利通過；
當高頻時，電容C由于阻抗Z已經很小了，相當于把高頻噪聲短路到GND上去了。
2、電容濾波在何時會失效
整改中常常會使用電容這種元器件進行濾波，往往有“大電容濾低頻，小電容濾高頻”的說法。
以常見的表貼式MLCC陶瓷電容為例，進行等效模型如下：

容值10nF，封裝0603的X7R陶瓷的模型參數如下：

由于等效模型中既有電容C，也有電感L，組成了二階系統，就存在不穩定性。對電路回路來說，就是會發生諧振，諧振點在如下頻率處：

下圖是諧振曲線的示例：

即常說的在諧振點前是電容，諧振點之后就不再是電容了。
3、LC濾波何時使用
如果串AC聯電感L，再并聯組成C，就形成了LC濾波：

單獨一個電容C是一階系統，單獨一個電感L也是一階系統，在幅值衰減斜率是-20dB。但LC組成的二階系統，幅值衰減斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止頻率的效果，即濾波效果更好。

4、PWM頻率到底是多少
往往提到PWM，比如會說用20kHz PWM驅動電機等。但實際上，這個20kHz僅代表PWM的脈沖周期是50us：

那么所謂的20kHz PWM在頻域上的頻率點落在哪里呢，如下公式：

對于階躍信號來說，由于上升時間tr無窮小，則頻率f無窮大。當頻率高了之后，寄生參數則不能在忽略，會引發很多諧振的問題。
從信號上來看，就是很陡峭的階躍信號會有過沖和振蕩的問題。簡單來說就是頻率f越大，則噪聲所占的頻率就會越寬泛，即EMC特性就會越差。
5、如何將原理圖和PCB對應起來
由于細分工種的問題，原理圖和PCB被割裂開來，由兩組人進行分工作業：

例如在原理圖上有如下的電路：

其隱含一個問題就是在PCB上其實V1的負極和C1的負極是有一條線（PCB layout工具軟件中用的詞比較準確，Trace，蹤跡/軌跡）。
往往在設計階段A->B->C是都會關注的。如果EMC出現問題，除了要在原理圖上查找電路參數的問題，還需要特別關注C->D，即回流路徑。

如果回流路徑不順暢，會造成信號的畸變：

比如在EMC試驗時，MCU的ADC采集到的信號被干擾到了，則除了在原理圖上分析外，在PCB上講該信號高亮出來，然后再耐心尋找該信號的回流路徑是否有不順暢的地方：

對著信號線頭腦中想象回流路徑，有點意識流的感覺。