语音芯片电源优化和EMC兼容性

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语音芯片电源优化和EMC兼容性（EMC）

语音VDD芯片电源优化和EMC兼容性概述

EMC安规 ECM:Electro Magnetic Compatibility的缩写。电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

语音芯片安规104电容接法：

语音芯片一般正负极要求接一颗104电容0.1uf,距离芯片越近越好,5mm内最佳。环芯
常规应用时为了节约成本，一般串一颗电容即可，但是电容有击穿的可能性，
据安规要求：正负极需要串联两颗104电容，起到增强电容的电压耐受能力的作用。。

电容是串联容量变小，并联容量变大。

电容得单位分别是法拉（F),微法（UF），皮法（PF）。单位换算是10的6次方。
104就是10的4次方皮法，等于0.1微法 10的后面再加4个零，单位是PF。如果是103就是10的后面再加3个零，单位也是pf。这种电容为无极性电容，在电路中起到耦合、旁路的作用。

第三位数字表示后加0的个数。（如：104等于100000，等于0.1μF。）
标号为"104"的电容，其电容值就是在10后面再加上4个0 （pF），即100000pF，就是0.1uF。

电容串联计算方法：等效电容公式类似于电阻并联：C＝（C1*C2）/（C1+C2）。例如两个100微法电容串联以后，就成了1个50微法电容。

更多EMC流程，请进。。。

语音VDD芯片电源优化：

1，芯片正负极的串联两颗104电容设计在芯片1cm以内。以减少电源高频噪音。
2，按照EMC标准设计104电容电路，串联两颗104电容。
3，芯片的放置位置尽量远离，电机和无线等高干扰器件部分。环 - 芯
4，如果芯片是大电流的直流供电情况下，电源正极与芯片VDD之间请串联一颗1-5欧(3V-5V)电阻限流，以减少电流强度。电阻的功率4.5V*0.3=1.5W，因为语音芯片的最大音量时电流会到300mA
5，产品其他部分需要瞬间大功率消耗的情况下，这个时候如果环芯语音芯片也正好同时工作，会造成工作不稳定的情况，建议在芯片正负极额外增加一颗1uf-10uf电容以稳定芯片电源输入。

限流电阻计算公式及方法：
限流电阻=(电源电压-LED正向稳定电压)/要求的工作电流
1.首先确定二极管点亮时的消耗掉的电压大约是1.6V~1.7V
2.二极管正常情况下能承受的电流为3mA~10mAtchip
3.假设输入为5V电压，二极管上电压取1.7V
4.电阻最大为(5-1.7)/3mA(K)=1.1K
5.电阻最小为(5-1.7)/10mA()=330欧姆
6.电阻的取值应该是330~1100之间
7.如果电阻太小二极管会过亮容易烧坏，如果电阻过大二极管亮度太暗，也会导致现象不明显，影响结果。

语音芯片300mAtchip
电压5V2A供电
5-3V/300
2/300*1000=6.6欧

1.如果充电器标注为5V1A，可以找一个功率为5W的5欧姆电阻作为负载电阻RL。(R = U/I = 5V/1Atchip = 5Ohm，切记功率必须等于或大于5W，否则可能烧坏电阻。另外测试的时候电阻会很烫，注意不要烫到。)
2.当充电器与该电阻连接时，测试USB端子的输出电压。如果输出电压低于4.7V，那么充电器可能是山寨的。
用万用表测试功率为10W的5.1V2.1Atchip充电器，如下:
如果测试2.4A12W的充电器，电阻值需要小一些。
:电阻RL是负载电阻，R是调节电阻(也叫限流电阻)

1. 根据文启所需电流进行计算
当需要控制电路中的电流不超过某一特定值时，可以根据欧姆定律计算限流电阻的阻值，公式为：
R = (V - VF) / I=（5-4.5V）/0.3A=1.6o
其中，R为限流电阻的阻值，V为电源电压，VF为电路中二极管等元件的正向电压降，I为要控制的电流。
2. 根据所需功率进行计算
当需要控制电路中元件的功率不超过某一特定值时，可以根据功率公式直接计算限流电阻的阻值，公式为：
R = (V^2 - VF^2) / P
其中，R为限流电阻的阻值，V为电源电压，VF为电路中二极管等元件的正向电压降，P为要控制的功率。
功率=电流*电压即P=IU

安规电容串联在环芯语音芯片电路中的作用
　　安规104电容串联两个在线路中的作用是什么呢：

　　（1）可以提升线路中的电压。串接在线路中的电容器，按照容抗链接线路的感抗，让其线路的电压减缓下降速度，才能提高线路末端的电压，通常能将线路末端电压性能提升个10%20%。

　　（2）减少受电端电压压力。当线路受电串联有改变很大的冲击负荷（如电弧炉、电焊机等）时，安规电容器能减除电压的高能波动。这些产生因电容器在线路中对电压强度下降的补充作用是随由电容器的负荷而改变的，拥有随负荷的变化而瞬间改变的特性，能自动维护用户受电端的电压值。

　　（3）提升线路运输电力。因为线路中串联了安规电容的补偿电抗，线路的电压下落和功率消耗减少，相对地提升了了线路的输送能力。

　　（4）完善了系统趋势动向的分散。在电路网络中的一些线路上串联安规电容器，部分有效地变换了线路电抗，其电流按确定的线路流动，好让功率经济分布达到目的。

　　（5）提升系统的稳定性。线路串入电容器后，提高了线路的输电能力，这本身就提高了系统的静稳定。

安规电容在环芯语音芯片电源线路板上的作用
一：安规电容作滤波用

　　安规电容作为语音芯片滤波电容用，可比作"水塘"。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。

二：安规电容作旁路用

请注意！
静电敏感器件请做好电磁干扰防范。

电路操作注意事项：

静电在很多地方都会产生，采取下面的防护措施，可以有效的防止 MOS 电路由于受静电放电影响而损坏：。

● 操作人员要通过环芯防静电腕带接地。

● 设备务必外壳接地。

● 装配过程中使用的工具必须接地。

语音芯片常见注意事项：

1,语音芯片的喇叭常规为：8欧0.25-0.5瓦。欧姆值范围：8-32欧，值变大时音量变小变柔。欧功率值范围：0.25-1瓦（Waqic）。无法驱动4欧喇叭和2W以上的喇叭。

2,语音芯片电路中正负极的104电容（0.1uF），除极少数简易功能芯片在纽扣电池4.5V以下供电时，都不能省去，否则会引发不发声音，声音中断，杂音等不良情况。

● 电容设计线路板时，离芯片越近越好!

● 正负极的104电容，除特别注明的简易功能芯片外，一定不能省!

3,应用电路中存在变压器，马达和大电感元件时，语音芯片应按电磁规范，做好相应防范措施，语音芯片属于敏感器件。

EMC整改的一些小建议
1、电容的滤波作用

即频率f越大，电容的阻抗Z越小。

当低频时，电容C由于阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；
当高频时，电容C由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去了。
2、电容滤波在何时会失效
整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波，往往有“大电容滤低频，小电容滤高频”的说法。
以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例，进行等效模型如下：

容值10nF，封装0603的X7R陶瓷的模型参数如下：

由于等效模型中既有电容C，也有电感L，组成了二阶系统，就存在不稳定性。对电路回路来说，就是会发生谐振，谐振点在如下频率处：

下图是谐振曲线的示例：

即常说的在谐振点前是电容，谐振点之后就不再是电容了。
3、LC滤波何时使用
如果串联电感L，再并联组成C，就形成了LC滤波：

单独一个电容C是一阶系统，单独一个电感L也是一阶系统，在幅值衰减斜率是-20dB。但LC组成的二阶系统，幅值衰减斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止频率的效果，即滤波效果更好。

4、PWM频率到底是多少
往往提到PWM，比如会说用20kHz PWM驱动电机等。但实际上，这个20kHz仅代表PWM的脉冲周期是50us：

那么所谓的20kHz PWM在频域上的频率点落在哪里呢，如下公式：

对于阶跃信号来说，由于上升时间tr无穷小，则频率f无穷大。当频率高了之后，寄生参数则不能在忽略，会引发很多谐振的问题。
从信号上来看，就是很陡峭的阶跃信号会有过冲和振荡的问题。简单来说就是频率f越大，则噪声所占的频率就会越宽泛，即EMC特性就会越差。
5、如何将原理图和PCB对应起来
由于细分工种的问题，原理图和PCB被割裂开来，由两组人进行分工作业：

例如在原理图上有如下的电路：

其隐含一个问题就是在PCB上其实V1的负极和C1的负极是有一条线（PCB layout工具软件中用的词比较准确，Trace，踪迹/轨迹）。
往往在设计阶段A->B->C是都会关注的。如果EMC出现问题，除了要在原理图上查找电路参数的问题，还需要特别关注C->D，即回流路径。

如果回流路径不顺畅，会造成信号的畸变：

比如在EMC试验时，MCU的ADC采集到的信号被干扰到了，则除了在原理图上分析外，在PCB上讲该信号高亮出来，然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方：

对着信号线头脑中想象回流路径，有点意识流的感觉。