基于麦克风技术的通信产品设计
以TI的手机平台为例，如图6所示，FM2010和模拟基带处理器主要接口有4个：RECEIVER回声消除的参考信号(HS REF)、免提喇叭回声消除的参考信号(HF REF)、阵列麦克风电源及控制(MIC PWR)、阵列麦克风信号经FM2010处理后的输出信号(LOUT)。FM2010和数字基带处理器主要接口有6个：时钟信号(13MHz)、SHI接口选择控制(SHI_S)、SHI接口(SHI)、直通模式选择控制(IRQ_ANA)、复位控制(RESET)和省电控制(PWD)。
图6 FM电感生产厂家2010在TI手机平台的应用框图
Uni麦克风和Omni麦克风拾取的信号经可编程增益放大器放大、模数转换和高通滤波后送语音处理器处理(线性回声消除、非线性回声消除、 VAD检测、噪声抑制处理麦克风音量设定)，输出的语音数据经数模转换后将麦克风信号从线路输出端单端输出送到TWL3014/16模拟基带处理器麦克风输入端(MICIP/MIC1N)，经过上行链路处理送数字基带处理器OMAP733/750处理。GSM手机接收到信号经解调以后，经过信号数字基带处理器OMAP733/750信道解码，机密处理以后得到数字音频信号送TWL3014/16模拟基带处理器，经过下行链路处理从受话器(HSO)和耳机(EARP/EARN)输出，一路送受话器，一路送外部功放放大，驱动免提喇叭，同时两路信号分别送FM2010的线路输入端输入，模数转换和高通滤波转换成语音数据，送语音处理器处理作为回声参考信号。典型应用如图7所示。
图7 FM2010典型应用原理图
FM2010在GSM手机中的工作模式可以根据需要来设置，主要有测试模式、手持消噪模式、免提会议模式、免提个人专用模式。测试模式主要用于手机音频测试(Acoustics)，此时设置FM2010进入到直通模式(IRQ_ANA)，FM2010只将Uni麦克风信号放大电流电感大，不做其他任何处理，从线路输出引脚输出;手持消噪模式FM2010工作在Uni共模电感器和Omni麦克风两个麦克风SAM模式，用来消除通话环境下的稳态和非稳态噪声;免提会议模式用在小型多人会议模式，此时FM2010工作在麦克风反转模式，FM2010放大处理Omni麦克风的信号，消除通话环境下的稳态回声，从线路输出引脚输出，麦克风可以拾取全方向的信号;免提个人用模式可以针对一个人使用的会议场合或视频通话。
OMAP733/750对FM2010的控制流程：通过SHI接口、PWD、RESET、ANA_IRQ控制引脚实现对FM2010的操作。整机上电以后，首先将PWD置高，ANA_IRQ置低，复位以后，送参数给FM2010，主要是时钟源、时钟频率、DSP工作速率，然后将芯片进入到省电模式。如图8所示，通话模式是根据是否有电话打入、打出或是录音操作，唤醒FM2010，复位后根据手电感特性持/免提模式，送FM2010相应模式参数。对于手持消噪模式，需要送麦克风数量、麦克风增益、麦克风音量、消回声参数和VAD参数。对于免提会议模式、需要送麦克风数量、麦克风增益、麦克风音量、麦克风反转、消回声参数(主要包含对方小声讲话、正常讲话、大声讲话时)。免提个人专用模式调试方法基本同手持消噪模式，回声消除参数需要更多调整。通话结束后，关闭FM2010的CODEC，将 FM2010设置到省电模式。如图9所示，GSM手机音频测试模式主要用于手机测试目的。进入测试模式以后，FM2010工作在直通模式，此时内部DSP 对麦克风输入信号不进行任何处理，Uni麦克风输入信号经过可编程增益放大器放大后，直接从LOUT放大器输出，可以通过SHI接口在线麦克风放大器和 LOUT放大器增益参数。
图8 通话模式控制流程
图9 测试模式控制流程
FM2010 SHI接口控制时序：SHI接口工作在从模式，由外部提供时钟信号，最大时钟频率400kHz，在对FM2010进行模式和参数设置时，首先是发一个传送开始状态，接着送1字节SHI设备地址 C0，2字节同步字 FCF3共模电感，然后是控制命令字 3B，2字节参数地址，2字节参数数据, 重复然后是控制命令字 3B，2字节参数地址，2字节参数数据，最后启动命令控制命令字 3B，2字节参数地址1E 3A，2字节参数数据00 00结束，让FM2010正常运行。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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