手機應(yīng)用電路及系統(tǒng)篇

1、富迪消回聲和消噪聲技術(shù)在手機中的應(yīng)用2007-12-28（電路及系統(tǒng)篇）1目錄前言富迪消回聲和消噪聲技術(shù)原理FM2010硬件設(shè)計FM2010各種狀態(tài)的設(shè)置和信號流程FM2010在手機系統(tǒng)中啟動時序及要點消回聲的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點和Beam-forming麥克風(fēng)設(shè)計如何提高WLCSP封裝在生產(chǎn)中的成品率參數(shù)調(diào)節(jié)和FMTuner/SAMTuner使用及錄音軟件的使用2前言富迪科技作為消回聲和消噪聲技術(shù)領(lǐng)先的提供商，目前在手機上的應(yīng)用也日益成熟。鑒于手機的元器件集成度高和對元器件封裝的越來越小的需求，我們專門開發(fā)小封裝WLCSP（Wafer Level Chip Size Package 晶圓級芯片大小封

2、裝）的芯片F(xiàn)M2010-WE。它的主要特點除了封裝小之外還有功耗比較低（兩個麥克風(fēng)工作時25mW/單個麥克風(fēng)工作時20mW/硬件bypass時15mW）其他功能和別的芯片都相同（LP30算法系列）3富迪科技消回聲消噪聲基本原理簡介消回聲原理： 采用麥克風(fēng)陣列，其中主麥克風(fēng)來收集有用的信號，參考麥克風(fēng)收集回聲信號，DSP算法分析參考麥克風(fēng)的回聲特征，將主麥克風(fēng)收到信號中的回聲消除，只送出去近端有用的信號消噪聲原理： 采用麥克風(fēng)陣列，其中主麥克風(fēng)采用單指向特性的麥克風(fēng)來拾取有用的信號，參考麥克風(fēng)采用全指向的麥克風(fēng)來拾取周圍的噪聲。DSP算法通過比較這兩個麥克風(fēng)收到信號的差別來從嘈雜信號中甄別有用的

3、信號，并將無用的信號衰減20dB以上。4FM2010在手機中的硬件電路設(shè)計5麥克風(fēng)的偏置電路麥克風(fēng)的偏置電路必須是獨立供電的不能與其它的共用，電壓從2.5V到5V，而且必須使用LDO供電不能使用DC/DC，以防止微弱的電源干擾從麥克風(fēng)竄到信號通道中去放大。6系統(tǒng)電源和參考引腳的濾波系統(tǒng)電源有VDD_CODEC和VDD兩個引腳，都使用1.8V，但是為了隔離數(shù)字電源的噪聲耦合到codec電源中，要求串一個磁珠在兩個電源中間。各個電源和參考電源引腳上要接上退藕和濾波電容7FM2010與手機系統(tǒng)控制接口1. I2C控制下載參數(shù)2. 上電后RESET控制4. 時鐘來自手機系統(tǒng)， 幅度不能大于1.8V3.

4、為了通過CTA測試，控制FM芯片進入硬件bypass模式。上升沿觸發(fā)。5.FM芯片的供電控制，只有在通話時或者錄音時將電源打開8手機系統(tǒng)控制FM2010的時序9FM2010與手機系統(tǒng)信號接口1.麥克風(fēng)接收信號2. Lineout輸出經(jīng)過消回聲和消噪聲處理后的信號到手機的麥克風(fēng)輸入端3. 參考信號從手機的喇叭輸出端引過來作參考10FM2010內(nèi)部信號流程和模式選擇Analog Communication Mode ControlClockInput/OutputXTAL_INXTAL_OUTLine-OutOutputLINE_OUTDACPGALINE OUT I/FSHI I/F orSDA

5、SCLINTERFACEDSP and Firmware :-SAM Beam forming & Noise Suppression-SAM AECControls and I/OOSCROM/RAM&ParameterHW AcceleratorSelf TestFilter & parameters.RESET_ResetControlPWD_PowerControlVDD_SVDD_DVDD_ AnalogVDD_ DigitalMIC1_NMIC0 MIC1 LINE_IN_NLine-InInputMIC0 I/FMIC0 I/FLINE IN I/FPGAPGAPGAADCADC

6、ADCLINE_IN_PMIC1_PMIC0_NMIC0_PEEPROM I/FIRQ_ANAswitchIRQ_ANASHI_SSHI/ EEPROMSelection1. 正常模式，信號經(jīng)過FM芯片消回聲、消噪聲處理后送出這時候送到芯片的參數(shù)是normal mode參數(shù)我們可以通過SHI口來回讀DSP參數(shù)，以判斷是否參數(shù)正確11FM2010內(nèi)部信號流程和模式選擇Analog Communication Mode ControlClockInput/OutputXTAL_INXTAL_OUTLine-OutOutputLINE_OUTDACPGALINE OUT I/FSHI I/F orS

7、DASCLINTERFACEDSP and Firmware :-SAM Beam forming & Noise Suppression-SAM AECControls and I/OOSCROM/RAM&ParameterHW AcceleratorSelf TestFilter & parameters.RESET_ResetControlPWD_PowerControlVDD_SVDD_DVDD_ AnalogVDD_ DigitalMIC1_NMIC0 MIC1 LINE_IN_NLine-InInputMIC0 I/FMIC0 I/FLINE IN I/FPGAPGAPGAADCA

8、DCADCLINE_IN_PMIC1_PMIC0_NMIC0_PEEPROM I/FIRQ_ANAswitchIRQ_ANASHI_SSHI/ EEPROMSelection2. Analog Comm模式，信號只是經(jīng)過麥克風(fēng)PGA直接送到lineout PGA再送出去，完全沒有經(jīng)過DSP處理，這時候信號增益可以通過1E4A和1E4C來設(shè)置Analog Comm模式，是用于CTA測試的，它的進入方式是通過將IRQ_ANA由低電平向高電平跳變的上升沿觸發(fā)進入，這時候我們可以通過SHI口回讀參數(shù)3FC01E4A和3FC61E4C來判斷是否模式切換成功12FM2010內(nèi)部信號流程和模式選擇Analo

9、g Communication Mode ControlClockInput/OutputXTAL_INXTAL_OUTLine-OutOutputLINE_OUTDACPGALINE OUT I/FSHI I/F orSDASCLINTERFACEDSP and Firmware :-SAM Beam forming & Noise Suppression-SAM AECControls and I/OOSCROM/RAM&ParameterHW AcceleratorSelf TestFilter & parameters.RESET_ResetControlPWD_PowerContro

10、lVDD_SVDD_DVDD_ AnalogVDD_ DigitalMIC1_NMIC0 MIC1 LINE_IN_NLine-InInputMIC0 I/FMIC0 I/FLINE IN I/FPGAPGAPGAADCADCADCLINE_IN_PMIC1_PMIC0_NMIC0_PEEPROM I/FIRQ_ANAswitchIRQ_ANASHI_SSHI/ EEPROMSelection3. 硬件bypass模式，信號經(jīng)過麥克風(fēng)PGA和ADC送到lineout DAC和PGA再送出去，沒有經(jīng)過DSP處理，比Analog comm模式多經(jīng)過了一對ADC和DAC硬件bypass模式，是在正常

11、模式時：將1E4F0，這時芯片會將mic0信號在ADC后送到lineout DAC 將1E4F2，這時芯片會將mic1信號在ADC后送到lineout DAC13FM2010內(nèi)部信號流程和模式選擇4. 軟件bypass模式，是在正常模式時將各個模塊處理過程關(guān)閉，不對信號進行處理Linear AEC: 1E45 bit8 (0=off 1=on)Beam-Forming: 1E46 bit5 (0=off 1=on)Big Echo: 1E45 bit14 (0=off 1=on)Post Filter: 1E45 bit14 (0=off 1=on)14FM2010在手機系統(tǒng)中的增益設(shè)置分配在手機系統(tǒng)中由于FM2010扮演