Microphone靜電放電防護(hù)方案
方案簡(jiǎn)介
麥克風(fēng)(Microphone)是一種能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換裝置,這種轉(zhuǎn)換過(guò)程使得聲音能夠被錄制、放大或傳輸,廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。在麥克風(fēng)線路中,標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)最大值一般達(dá)到5.5Vp-p,而其能夠處理的最大頻率則低于10kHz。在這個(gè)頻率范圍內(nèi),通常無(wú)需擔(dān)憂抑制器電容量的影響。
音頻口作為常用接口,頻繁的插拔電纜同樣會(huì)造成ESD損害,因此需要采取相應(yīng)的保護(hù)措施來(lái)確保使用安全。常規(guī)的ESD靜電二極管防護(hù)器件可能會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸,造成音質(zhì)失真等現(xiàn)象.此方案采用封裝體積小、導(dǎo)通電壓精度高、響應(yīng)速度快、鉗位電壓低的ESD管做防護(hù),在不影響數(shù)據(jù)傳輸的前提下滿足IEC61000-4-2 Level 4靜電放電防護(hù)需求,讓后端的電路得到有效全面的防護(hù)。
Microphone工作原理
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目前市場(chǎng)上的MIC主要分為ECM與MEMS兩大類(lèi)型。我們今天主要講的是ECM,即駐極體電容式麥克風(fēng),主要應(yīng)用于與手機(jī)相關(guān)的耳機(jī)MIC電路中。ECM類(lèi)型的MIC內(nèi)部可以簡(jiǎn)單的理解為一個(gè)膜片電容與一個(gè)FET構(gòu)成。FET阻抗很高。其中一端是與電容的一極接觸。電容一端是固定的,一端是可移動(dòng)的。兩端的距離和聲音的輸入有關(guān)系。聲音的大小、頻率導(dǎo)致金屬片震動(dòng)產(chǎn)生幅度和頻率的變化,在電容看來(lái)就是電容兩極之間的距離的變化,進(jìn)而等效為電容電荷積累量的變化。
應(yīng)用示例
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針對(duì)Microphone的靜電防護(hù)方案,我們提供了兩款低結(jié)電容低鉗位電壓ESD防護(hù)器件SELC2X5V1BT和SELC2F5V1BT。兩個(gè)器件電氣特性相同,封裝不同,可用于防護(hù)左聲道(L)、右聲道(R)和話筒(MIC)三條通道。
兩器件工作電壓都為5V,鉗位電壓為22V,結(jié)電容僅為0.3pF,且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范,在 ±25kV(空氣)和 ±22kV(接觸)下提供瞬變保護(hù),可保護(hù)天線在惡劣的電磁環(huán)境下免受靜電放電(ESD)和低等級(jí)浪涌事件的沖擊與干擾??蛻?hù)可根據(jù)MIC實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
型號(hào)參數(shù)
規(guī)格型號(hào) | 方向 | 工作電壓(V) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 結(jié)電容(pF) | 封裝 |
SELC2X5V1BT | Bi. | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DNF0603-2L |
SELC2F5V1BT | Bi. | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
電氣特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12.0 | V | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22.0 | V | ||
Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表1 SELC2X5V1BT電氣特性表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12 | V | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22 | V | ||
Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表2 SELC2F5V1BT電氣特性表
總結(jié)與結(jié)論
為了使Microphone音頻接口在日常使用中穩(wěn)定運(yùn)行,接口必須配備極為高效的靜電放電(ESD)防護(hù)機(jī)制,防止系統(tǒng)遭受高壓瞬態(tài)沖擊的損害,最大限度地降低電容影響,有效降低噪聲干擾,確保信號(hào)傳輸的暢通無(wú)阻與高效性, ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD和TVS保護(hù)器件,可按照客戶(hù)需求性能與封裝提供定制化開(kāi)發(fā)服務(wù),為各種接口及高速汽車(chē)通信總線提供值得信賴(lài)的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)MIC的優(yōu)選之策,確保聲音信號(hào)能準(zhǔn)確地傳遞。