德州儀器collin wells
語音指令是許多應用中的一種流行功能，也是讓產品具備差異化市場競爭力的優勢之一。麥克風是任何基於語音或語音的系統不可缺少的主要組成部分，而駐極體麥克風憑藉體積小、低成本和高效能的特點成為了此類應用的常見選擇。
本文圍繞高效能、成本敏感型
電路系列文章的主題，為大家介紹體積極小、成本優化的駐極體
電容式麥克風前置
放大器的設計。該設計採用tlv9061，這是業界最小的
運算放大器（op amp），採用0.8mm×0.8mm超小外形無引線（x2son）封裝技術。駐極體麥克風放大器的電路配置如圖1所示。
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圖 1：同相駐極體麥克風放大器電路
大多數駐極體麥克風都採用結型場效應電晶體（jfet）進行內部緩衝，jfet採用2.2kω上拉電阻進行偏置。聲波移動麥克風元件，導致電流流入麥克風內部的jfet漏極。jfet漏極電流在r2上產生電壓降，該電壓降交流耦合，偏置到中間電源並連線到運算放大器的in+引腳。運算放大器配置為帶通濾波的同相放大器電路。利用預期的輸入訊號電平和所需的輸出幅度和響應，您可以計算電路的增益和頻率響應。
讓我們來看乙個電路的示例設計，用於+ 3.3v電源，輸入為7.93mvrms，輸出訊號為1vrms。7.93mvrms對應於具有麥克風的0.63pa聲級輸入和-38db聲壓級（spl）靈敏度規格。頻寬目標是將300hz的常見語音頻率頻寬傳遞到3khz。
公式1顯示了定義vout和ac輸入訊號之間關係的傳遞函式：
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公式2根據預期的輸入訊號電平和所需的輸出電平計算所需的增益：
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選擇標準的10kω反饋電阻，並使用公式3計算r6：
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要將所需通帶中的衰減從300hz降至3khz，請將上（fh）和下（fl）截止頻率設定在所需頻寬之外（公式4）：
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選擇c7設定fl截止頻率（公式5）：
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選擇c6以設定fh截止頻率（公式6）：
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要將輸入訊號截止頻率設定得足夠低以使低頻聲波仍能通過，請選擇c2以實現30hz截止頻率（fin）（公式7）：
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圖2顯示了麥克風前置放大器電路的測量傳遞函式。由於高通濾波器和低通濾波器之間的窄頻寬和衰減，平帶增益僅達到41.8db或122.5v / v，略低於目標。
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圖 2：麥克風前置放大器的傳輸功能
採用ti的x2son封裝技術將電路安裝到6mm直徑駐極體麥克風的背面。由於安裝尺寸限制，需要採用非常小的運算放大器：tlv9061的佔位面積僅0.8mm×0.8mm。此外，0201小尺寸電阻和電容最大限度地減小印刷電路板（pcb）面積，您也可以採用更小的電阻來進一步減小該面積。印刷電路板布局如圖3和圖4所示。
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圖 3：安裝6mm直徑駐極體麥克風背面的麥克風前置放大器布局
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圖 4：pcb設計的三維檢視，顯示了麥克風和pcb的不同角度
您可以調整上述設計步驟，以滿足不同的麥克風靈敏度要求。在使用tlv9061等小型放大器進行設計時，請注意參考「採用ti x2son封裝進行設計和製造中的布局最佳實踐」
其他資源
tlv9061資料表
。 《模擬工程師電路設計指導手冊》
，該手冊提供了乙個全面的子電路設計理念庫。
· 可以在
《模擬口袋參考指南》
中查詢常用的模擬設計公式。
運算放大器
運算放大器的效能指標有輸入阻抗，輸出阻抗，電壓增益，增益頻寬積，壓擺率。其中，增益頻寬積 gbwp，gbw，gbp或gb 是放大器頻寬和頻寬的增益的乘積，是衡量放大器效能的乙個引數，在頻率足夠大時，增益頻寬積是乙個常數 壓擺率為運算放大器輸出電壓的轉換速率，單位有通常有v s，v ms和v s三種，...
運算放大器
運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中，用以實現數 算，故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...
運算放大器
運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中，用以實現數 算，故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...