先甩结论,这个叫TDMA noise,为什么会产生TDMA noise呢?

那是由于GSM在每间隔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,也可以理解成为时分多址TDMA(Time Division Multiple Access),因此对于每个用户的手机来说,只有1/8的时间在通话,而其余7/8的时间空闲。手机射频PA每隔4.615ms会有一个发射信号,产生在该信号中包含900MHz/1800MHz或是1900MHz的2.0GGSM信号以及PA的包络线(envelope),我们所听到的嗡嗡声就是PA在发射时产生的的包络线(envelope)杂音,因为人的耳朵的听觉频率范围为20Hz~20KHz,216.8Hz确实是落在人耳可听到的范围,如果手机来电或短信,则在座机话筒中会听到“嗡嗡”的声音。

用电脑时,手机收到短信前会先从电脑耳机里听到一阵杂音是怎么回事?插图

TDMA noise传播方式有两种:传导和辐射
传播途径引入音频信号的主要三个途径:地,电源,射频信号。

来看看有TDMA noise时候的频谱:

用电脑时,手机收到短信前会先从电脑耳机里听到一阵杂音是怎么回事?插图1

对于存在TDMA noise的FFT频谱,会出现217Hz、434Hz或651Hz,即217Hz的倍频点的能量超出规定值(-64dBm)

解决这种问题的方式其实也很简单,1、MIC或者SPK或者耳机走线要并行走且用地保护;2、GND要保护好;3、走线避免临近大信号区;4、音频电源要干净,音频滤波电容要做到很好的接地;5、音频相关GND,要单独接地,不要与其他GND相连后,再接地。

另外就是并接滤波电容。通过并接电容形成RC滤波器。经验值22pF可以有效滤除GSM900频段干扰,47pF可以有效滤除DCS1800频段干扰,一般折中采用33pF电容兼顾两者。但实际因PCB板材、电容精度,在具体项目中容值的选择还需通过调试决定。
串接磁珠/电感。磁珠类似于电感,但磁珠等效阻抗要比电感高很多,即50Hz-20KHz的音频范围内磁珠对信号的衰减要比电感大。并且磁珠有其滤除频段的规格,如果其滤除频段不是噪声频段,那样使用磁珠就没有任何意义反而还增加了成本。磁珠与电感的区别就是在高频下表现为电阻特性,这样就可以有效的阻止一些无用的杂波,达到滤波效果。磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMI/EMC问题。考虑到成本会在电路中预留串接位置,默认使用0ohm电阻。同时在设计电路时还需注意所选用的磁珠、电感、电阻的额定电流都要满足电路正常工作电路的需要。

在不布局设计方面,Audio电路串联的磁珠/电感以及并联的旁路电容都尽量靠近发声器件摆放;Audio电路中LDO电源滤波电容尽量靠近芯片摆放,走线一定要先经过电容再连接至电源输入端;发声器件在天线下方时,一定注意audio元器件尽量在天线禁布区外,靠近发声器件。如果在天线区内,一定在器件下方要保留地层,与主板接地良好;发声器件磁缸下方表层预留金属露铜,以备用于电声器件磁缸接地。

还有就是器件本身的抗干扰能力,现在智能机用的比较多的MEMS MIC,抗TDMA noise干扰能力也是非常重要的指标之一。 MEMS MIC是如何做到这一点的呢? 除了MEMS MIC内部的ASIC电路中会有专门针对TDMA noise的部分,MEMS MIC外壳与PCB中的覆铜形成的法拉第笼,有效地阻止了TDMA noise通过辐射的方式直接耦合进MIC。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:Chee Clarence

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