Murata研究了如何保持音頻質(zhì)量，同時(shí)抑制智能手機(jī)內(nèi)部音頻電路中的噪聲。智能手機(jī)音頻質(zhì)量因制造商而異，如耳機(jī)音頻失真圖（下方）所示，其顯示了音頻失真 （THD+N） 的測(cè)量結(jié)果。常見鐵氧體磁珠用于智能手機(jī)內(nèi)部音頻電路的噪聲抑制，THD+N結(jié)果很差，但重視音質(zhì)的型號(hào)則采用Murata的NFZ系列。隨著向高分辨率音頻轉(zhuǎn)變的持續(xù)推進(jìn)，不僅在專用音頻設(shè)備中，而且在智能手機(jī)中，注重音質(zhì)影響的音頻濾波器將變得越來(lái)越重要。

耳機(jī)音頻失真圖

智能手機(jī)中的音頻線路問題

什么是音頻失真？

在不影響音質(zhì)的情況下消除電磁噪聲的濾波器適合用作音頻電路中的噪聲抑制產(chǎn)品。據(jù)說(shuō)，人耳的可聽范圍為20Hz至20kHz，人們認(rèn)為音頻失真影響該可聽范圍。為了簡(jiǎn)單地解釋這一點(diǎn)，Murata以1kHz聲音為例。沒有音頻失真時(shí)，可在圖1（下方）所示的時(shí)域上觀察到正弦波，而頻譜僅顯示一個(gè)基本頻率。

然而，當(dāng)音頻出現(xiàn)失真時(shí)，正弦波的形狀會(huì)發(fā)生變化。查看頻譜時(shí)，除了基本頻率外，還顯示諧波頻譜線路。

將測(cè)量表示為音頻參數(shù)THD+N（總諧波失真+噪聲），表示產(chǎn)生的諧波比。對(duì)于噪聲濾波器，音頻信號(hào)流動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生諧波失真至關(guān)重要。

圖1：音頻失真概念圖

D類放大器噪聲抑制

無(wú)濾波器D類放大器用于放大智能手機(jī)中的音頻信號(hào)。這些無(wú)濾波器D類放大器無(wú)需音頻解調(diào)的用LC濾波器，因此可將其布局在小型電路中，從而連接放大器和揚(yáng)聲器。然而，放大信號(hào)的工藝會(huì)產(chǎn)生開關(guān)噪聲，這種噪聲會(huì)發(fā)射到周圍空間，而且還會(huì)與自己的天線耦合導(dǎo)致接收靈敏度降低。

由于這會(huì)產(chǎn)生噪聲，所以Murata希望使用不同類型的放大器。但是，無(wú)濾波器D類放大器非常重要，因?yàn)樗鼈兙哂形⑿统叽绾统錾男剩阅軌蚪档椭悄?a target="_blank">手機(jī)功耗。

圖2（下方）顯示噪聲與天線耦合（干擾）的示例。可在蜂窩頻段內(nèi)看到高噪聲。

使用Murata的NFZ15SG音頻線路噪聲濾波器可降低噪聲水平，提高接收靈敏度，具體取決于降低的量。新開發(fā)的NFZ系列在蜂窩頻段具有出色的阻抗特性，可有效提高接收靈敏度。

圖2：智能手機(jī)音頻電路框圖

揚(yáng)聲器、耳機(jī)隔離對(duì)策

為了使天線能夠高效發(fā)射無(wú)線電波，天線本身必須分開。然而，在實(shí)踐中，電子電路與天線集成并配置在天線周圍，影響了天線的特性。

對(duì)策包括以下兩種方法。

1. 將音頻電路與天線物理分離。

2. 將兩個(gè)元件電氣分離（隔離）。

由于近年來(lái)智能手機(jī)電路密度不斷增加，很難采用方法1。這意味著元件必須像方法2那樣進(jìn)行電氣隔離。

為了實(shí)現(xiàn)隔離，必須增加集成路徑或電路結(jié)的阻抗，使其看起來(lái)電路根本沒有連接。

圖3（下方）顯示了對(duì)耳機(jī)結(jié)采用這種對(duì)策的示例。（測(cè)量結(jié)果TRP表示天線輻射功率的幅度。）

蜂窩頻段使用高阻抗音頻線路噪聲濾波器（NFZ或LQW系列），與沒有對(duì)策的天線相比，可提供隔離，并提高無(wú)線電波發(fā)射的效率。

圖3：耳機(jī)結(jié)對(duì)策的示例

麥克風(fēng)TDMA對(duì)策

由于麥克風(fēng)收集的聲音很小，因此由嵌入編解碼器的低噪聲放大器 （LNA） 放大，并檢測(cè)為聲音。LNA接收器通常具有高阻抗，這意味著無(wú)線通信的射頻信號(hào)干擾被檢測(cè)為高電壓。

特別是，GSM通信時(shí)，語(yǔ)音頻段中檢測(cè)到射頻信號(hào)。這可能會(huì)在呼叫著揚(yáng)聲器和接收器以及對(duì)方接收器中產(chǎn)生蜂鳴噪聲（鍵控載波噪聲）。這是GSM通信中使用方法的一個(gè)特性。由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定功率輻射高達(dá)33dBm（4.6ms間隔），所以217Hz頻率分量被認(rèn)為是聲音。因此，全球仍然需要針對(duì)這一問題采取對(duì)策。

在該對(duì)策中，在通信頻段具有高阻抗且不影響聲音的濾波器是防止射頻信號(hào)干擾的理想方法。

如圖4（下方）所示，未插入濾波器時(shí)，可在可聞范圍（20Hz至20kHz）內(nèi)檢測(cè)到大量噪聲，而使用NFZ15SG音頻線路濾波器時(shí)，噪聲水平顯著降低。

圖4：通過音頻線路濾波器降低噪聲

音頻線路濾波器項(xiàng)目列表

如上所述，避免降低音質(zhì)，同時(shí)滿足音頻線路噪聲和隔離對(duì)策中噪聲水平和接收靈敏度的目標(biāo)特性，這一點(diǎn)非常重要。

為了滿足這兩個(gè)要求，Murata提供NFZ和LQW系列音頻線路噪聲濾波器。

通過些音頻線路抑制元件，制造商能夠設(shè)計(jì)出配備微型高品質(zhì)音頻電路的智能手機(jī)。

原文標(biāo)題：智能手機(jī)用音頻線路噪聲抑制解決方案

文章出處：【微信公眾號(hào)：村田中文技術(shù)社區(qū)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq