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GK7202芯片方案遇到的录音噪声问题分析

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wuliangu|  楼主 | 2024-12-23 00:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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GK7202芯片方案遇到的录音噪声问题分析
在作者接触过的方案中,在麦克风录音的噪声问题上,对于GK7202芯片方案相对来说是最不了处理的。为什么这样说呢?作者认为有三个主要原因:一是为了成本的需要,将PCB板层数最大设到了四层;二是产品空间的小型化,使得PCB的尺寸相应的要减小;三是产品功能上的复杂程度,功能越复杂使得线路也跟着复杂,为实现某些功能则会增加元器件。所以说这些因素加起来的话,那PCB设计的要求就增加了,一不小心的话那就着道了。下面就来分析下这GK7202录音噪声方面的问题。
先来上份原理图吧,如下图(一):
(图一)
图中用的是贴片式模拟MIC,信号线走的是差分线,后续的分析都是基于这份原理图的框架。
说到了这个地步,那就来分析第一种噪声吧,这种噪声是有规律的“哒!哒!哒”声。在原理图上有所变化,就是将MIC线路放到了按键板上,主板到按键板通过FPC排线连接,接口定义如下图(二):
(图二)
也许有人已经看出了这座子的引脚定义存在问题,为什么要这样定义?这是因为前面有其它方案是这样定义的了,这里为了实现共用按键板,所以将这接口定义做成了如图的样子。
在测试过程中发现了“哒 哒 哒”这个噪声。这里的分析方法是从末端逐渐断开的方式。先将MIC去掉,发现噪声还存在。然后去掉图一中的C92C94,还有噪声。再去掉图一中的电阻R98R99,这噪声依然存在。接着干脆将按键板排线拔掉,这噪声还是顽强的存在。继续拆掉图一中的电容C46C47,呃!这噪声消失了。那么初步可以判断问题就出在C46C47到接口座之间的路径上。为了验证问题出在AC_INLAC_INR哪路上,这里先贴上C47,发现噪声依然是消失了。再将C47去掉,同时将C46接上,这时那“哒哒哒”噪声又出现了,那么这问题就出在了AC_INL这网络上了。那究竟是被哪路信号干扰到的呢?
PCB上来看,这AC_INL网络并没有与其它网络挨着,只有接口处与WIFI_LED网络有靠近,那么是不是这个网络的影响呢?先用示波器量下它们的波形如下图(三),
(图三)
因为WIFI_LED是一个控制灯闪的信号,所以从波形图中可以看出是一个方波(黄色线),方波的上升沿和下降沿会对音频信号(蓝色线)产生影响,使得音频信号产生一个尖脉冲(如图中),而这个干扰信号就使得录进去的声有“哒!哒!哒!”的噪声。
如下图(四)将WIFI_LED网络和AGND网络割断然后通过飞线掉换下接口引脚的定义(当然按键板那边也要同步更改),
(图四)
这样处理后再来测试,这噪声解决。
来分析下第二种噪声,这是有规律的“叭哒!叭哒!”声。这里的MIC线路都是在主板上的,MIC是用拉线式的。在线路上还是没有多大问题,主要还是在PCB的处理上。如下图(五)
(图五)
MIC焊盘接口的相邻层是3.3V的系统电源铺地,AC_INRAC_INL两个网络打的过孔也被3.3V包围着,MIC线路的分地AGND也与3.3V靠得太近,系统工作时音频信号被3.3V电源干扰到了。如下图(六)
(图六)
MIC的焊盘接口不换层,将音频线过孔前端割断,然后直接将MIC的引线接到前端线路上,经过更改后的测试可知这“叭哒叭哒”噪声没有了。
产生这种噪声还有的原因是MIC线路离WIFI天线较近,或摄像头的地回路没有处理好等等。
总结:引起录音噪声问题的原因,一是接口引脚定义的不合理,没有将音频走线包地处理;二是音频走线不能靠近会变化的其它信号,如方波,时钟信号等;三是PCB的处理,音频走线最好避免换层,若确实要换层,必需将过孔与电源或其它会变化的信号线保持距离,最好是用地线包住,音频过孔旁加上地过孔;四是PCB的地线及地铺铜处理,涉及电源地回流、信号地回流。
最后,欢迎一起交流学习! 谢谢!


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