【導讀】隨著越來越多的人們“一邊聽音樂一邊運動”，無線耳機也越來越普及。藍牙經常用于智能手機和耳機之間的通信。 但是，由于通信錯誤，音頻可能會跳過，因此需要采取濾噪對策。
這是一個非常重要的用戶評估點，也是一個難以解決的問題。這里我們描述一個實際案例來解釋導致音頻跳過的設備中的干擾機制，以及改進的關鍵點，以引入解決問題的有用對策。
我們希望您將它作為指南，幫助您更順利地完成設計工作。我們認為主要存在兩種類型的設計問題。耳機設備內的干擾，絕對需要一種方法來解決音頻跳過的問題。
耳機中存在安裝區域限制，例如真正的無線耳機，左側和右側是分開的，如圖1所示。驗證耳機設備內干擾的對策。
在許多內部耳機干擾的情況下，設備內的不需要的無線電波疊加在通信所需的信號之上，這會產生噪聲并導致音頻跳過。在這里，我們使用商業產品來測量2.4 GHz信號的最小接收電平，以驗證由于設計對策而導致音頻跳過的可能性的差異，以防止藍牙設備內的干擾。就內部設備干擾而言，大圖值表示即使信號較弱也可以進行通信，并且音頻不太可能跳過。
我們能夠根據產品驗證各種級別，但為什么它們如此不同？
我們使用產品A（經常觀察到音頻跳過）和產品D（經常沒有觀察到這個問題）驗證了這種差異的原因。
為了了解產品A和產品D的最小接收電平之間的差異，我們觀察了天線接收的噪聲頻譜。信號流經藍牙天線進行通信，但如果噪聲進入信號流，則會發生通信故障。
圖3的左側顯示了產品D，它具有良好的接收靈敏度，右側顯示產品A，其靈敏度較差。
圖表上的紅色區域顯示電源關閉時的噪音級別，藍色區域顯示配對期間的噪音級別。
藍牙使用跳頻，因此通信信號顯示為窄帶頻譜。由于靈敏度高，通信信號僅在產品D上驗證，并且沒有出現其他光譜。
相反，在產品A上驗證了具有大約幾MHz頻帶的光譜，其靈敏度較差。 （紅色標記）由于藍牙在通信期間使用跳頻，當在所有通信頻帶上發生這種類型的噪聲頻譜時，噪聲與通信信號混合并降低靈敏度。
為了研究紅色標記所示的寬帶噪聲的原因，我們測量了產品D的電路板表面上的磁場分布。（圖4）由于噪聲源的實際噪聲抑制因設置和情況而異，因此它是確定電路位置以提前有效降噪非常重要。
圖4的右側顯示了頻率固定為2.4 GHz時磁場分布強度的結果。紅色區域表示強磁場，這表明在DC-DC轉換器電路區域中具有特別高的磁場強度的藍牙RF-IC將是用于噪聲抑制的有效位置。
這種噪聲是在內部產生功率時發生的開關噪聲，我們可以假設開關頻率的高次諧波發生在2.4 GHz頻段。
這里我們將介紹一些解決這個問題的對策。
圖5顯示了用于測量的測量環境以及測量與藍牙天線耦合的噪聲的結果。觀察到極高水平的噪聲，這需要噪聲抑制以降低水平。實現藍牙噪聲抑制時，有兩個關鍵的實現區域。
第一個區域是電源線，第二個區域是時鐘線。由于電源線由于切換而產生更高的諧波，并且時鐘信號的高次諧波延伸到2.4GHz頻帶，因此在藍牙信號中產生噪聲。濾波是抑制噪聲傳導的有效方法。
在Murata，我們已經商業化了兩種類型的濾波器，旨在消除2.4 GHz頻段的噪聲。第一種類型包括用于電源線的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器，第二種類型包括用于時鐘線的LQZ02HQ系列。
下面介紹每種過濾器類型的特征。
表1和圖6顯示了在這種情況下用于噪聲抑制的BLF02RD和LQZ02HQ濾波器的代表性電氣規范和插入損耗頻率特性。
在許多情況下，電源線和時鐘線是主要噪聲源，在這些電路區域使用適當的濾波器是一種有效的解決方案。
這些是在藍牙通信期間測量與天線耦合的噪聲頻譜的結果。將BLF02RD過濾器插入電源線。我們能夠將窄帶噪聲提高約5 dB，并驗證BLF02RD濾波器是一種有效的解決方案。
以類似的方式，將LQZ02HQ濾波器插入電源線。我們能夠驗證窄帶噪聲的類似改善水平約5 dB。
當LQZ02HQ濾波器插入時鐘線時，我們有波形和噪聲頻譜。由于LQZ02HQ濾波器具有很少的低頻衰減特性，因此它只能消除2.4 GHz頻段中存在問題的頻譜，同時保持信號質量。因此，它是抑制諸如時鐘的信號線中的噪聲的有效方式。
在這種情況下，將噪聲濾波器插入DC-DC轉換器電路是有效的，但噪聲源在某些情況下可能不同。前一個示例中顯示的驗證方法只是一個示例，但在考慮如何進行噪聲抑制時，識別噪聲源非常重要。
我們提供BLF02RD / LQZ02HQ系列噪聲濾波器，推薦用于不同的電路區域。BLF02RD / LQZ02HQ濾波器適用于電源線，LQZ02HQ濾波器適用于時鐘線。這兩個系列都具有2.4 GHz高頻范圍內的顯著衰減，可望提供顯著的噪聲衰減。
在這種情況下，我們引入了噪聲抑制的示例，其中同一電路中的噪聲干擾藍牙通信信號。該技術還可以應用于以2.4 GHz頻率通信的非藍牙設備，我們已經實現了噪聲抑制組件，這些組件在2.4 GHz的超小型x 0.4 mm x高頻范圍內非常有效考慮到在添加組件時需要節省安裝表面積，需要0.2 mm。
來源：村田中文技術社區
