本文全面介绍有关模拟和数字麦克风电路接口，动态范围，带宽，EMC，电源扰动，风噪处理等应用问题。
1、概述
除声学和机械配合外，电气接口与匹配是麦克风成功的关键因素。麦克风需要高性能的输出信号路径和工作环境，以使系统中的信号质量达到最佳。
优化信号质量包括，例如：
> 高性能信号路径，能够承载麦克风输出信号而不会降低噪声电平，频率响应，相位性能，动态范围或其他关键参数。
> 干净稳定的电源。
> 干净，稳定，低阻抗的接地。
> 保护良好，干净的信号线
-防止外界干扰，例如传导和辐射的射频信号
-与其他数据信号线分开以避免串扰。
> 与设备中其他嘈杂的电气系统隔离。
> 合理的电磁辐射环境。
> 高质量的时钟信号（用于数字麦克风）。
在本文中，我们详细介绍了MEMS麦克风在智能手机，智能扬声器，IoT设备和笔记本电脑等系统中应用的关键信息和指南。根据麦克风的输出格式（模拟或数字），某些信息分为两部分。
模拟信号比数字信号更容易受到干扰。因此，模拟和数字麦克风在设备中的使用有很大的不同。通常，使用模拟麦克风要比使用数字麦克风要花费更多的时间和精力。电路设计，电路板布局和布线在模拟领域比在数字领域更为重要。使用模拟麦克风要获得满意的结果，需要经验，认真的设计工作，原型制作以及通常需要多次设计迭代。使用数字麦克风，规则更加简单明了。
由于使用更简单，数字接口麦克风的普及率上升了，特别是在较大的设备和电磁环境特别恶劣的设备中。例如，笔记本电脑的麦克风走线往往很长，并且靠近干扰源，因此数字麦克风实际上仅用于该产品类别。
2、模拟麦克风在设备与系统电路中的应用
2.1模拟麦克风接口
模拟MEMS麦克风通常使用两种接口：单端和差分。单端一直主导着市场，直到最近几年，但由于性能要求的提高（例如，动态范围）以及需要更好的抗干扰信号鲁棒性，差分最近变得越来越流行。
差分接口传输麦克风输出信号，该信号被分为两条极性相反的互补信号线。接收端的有效信号Vout是两个信号之间的差。因此，差分接口提供的动态范围比单端高6dB（假设两个MEMS传感器具有相同的接口电压和相同的灵敏度）。换句话说，差分接口使接口的动态范围加倍。差分接口的两条互补信号线中的干扰噪声信号相同（理想情况下），在被差分放大器接收时会被相减而消除。理想差分线周围的电磁场为零，因此设计良好的差分接口还可以减少麦克风输出信号向其他走线发出的干扰。良好的抗干扰性能要求两个信号走线必须匹配良好（平衡阻抗，匹配走线布局）。
上图显示了模拟麦克风接口的两个示例。图1单端接口。图2差分接口是与差分放大器的接口。这两个电路均包含一个0.1μF的电容器（可以使用更高的电容，最大为10μF），以过滤来自电源电压线的干扰。电源线上可能需要额外的小容量电容器（50-100pF），以滤除RF干扰。通常，电源滤波电容器应在物理上尽可能靠近麦克风放置。在输出线中串联电容器（>1μF），以从信号中滤除可能的直流分量。
2.2设备麦克风信号路径要求-动态范围
高性能模拟麦克风接口成功的关键因素是确保信号路径的动态范围不会限制麦克风的性能。模拟麦克风输出的最大信号摆幅可以使用麦克风的灵敏度和麦克风的声学过载点（AOP）来计算。麦克风的AOP可以指定为峰值或均方根值。对于输出电压，在计算最大信号电平时，我们专注于峰值或峰峰值。
可以使用以下公式计算模拟麦克风的均方根灵敏度，其中，灵敏度mV/ Pa（rms）是具有94dBSPL rms参考声音输入的麦克风的输出电压。
使用94dBSPL rms声音输入测得的rms输出电压可以从下式得出：
如果将麦克风的AOP声压级指定为峰值（AOP峰值），则可以通过计算AOP dBSPL（peak）与94dBSPLrms之间的差（分贝）来获得麦克风在AOP处的峰值输出电压。将其添加到Voutput（rms）@ 94dBSPL（rms）。
图4麦克风灵敏度上的AOP（峰值）和AOP（均方根值）之间的差异
可以通过将峰值加倍来计算峰峰值信号电压摆幅。例如，对于灵敏度为-38dBV和AOP峰值为130dBSPL的麦克风，最大峰峰值输出电压为：
这种峰峰值电压摆幅可能几乎与具有1.8V电压且最大信号摆幅约为1.6V的单端接口不兼容（从0.1V到1.7V；实际最大和最小信号值通常比理论电源电压大约100mV）。但是，如果麦克风的灵敏度公差为±1dB，则最高麦克风的灵敏度可能为-37dBV。最终的Voutput（p-p）@AOP（peak）为1.8V，接口超出了动态范围。
如果将AOP dBSPL指定为均方根值，则峰值AOP信号电平高3dB。例如，如果均方根AOP为130dBSPL，则峰值AOP为133dBSPL。如果像上面的示例那样麦克风的灵敏度为-38dBV，则最大峰峰值电压摆幅将从1.6V增加到超过2.2V，它不再与1.8V单端接口兼容。
在下面的示例情况（1）（请参见图5）中，进入麦克风的声压对于麦克风和/或麦克风信号链而言过高，因此信号会失真，削波。该问题可以通过以下方法缓解：
（a）降低麦克风灵敏度
（b）增加信号路径的电压或
（c）从单端接口切换到差分接口
应当注意，降低麦克风的灵敏度可能会影响重要的参数，例如SNR以及麦克风系统捕获低电平/远距离声音的能力。
图5高声压级输入对麦克风输出的影响
整个麦克风信号链的本底噪声必须足够低，以支持麦克风的噪声性能。在某些情况下，麦克风信号路径的某些部分（例如编解码器的输入）可能不支持非常低的信号电平。信号电平可能很低，因为例如，麦克风的灵敏度很低，而传入的声压级别很低（例如，如果声源相对安静和/或远离）。结果可能是麦克风信号被掩埋在信号路径的本底噪声中。
在下面的示例情况（2）（请参见图6）中，传入的声音非常安静（大致等效于从8米远处讲话的人），并且由于信号路径噪声问题导致麦克风系统输出的SNR非常低。该问题可以通过以下方法缓解：
（a）选择灵敏度更高的麦克风（最好是本底噪声相同）
（b）在信号链的嘈杂部分之前放大麦克风输出信号，或者
（c）通过选择低噪声分量并确保干扰不会污染线路来降低信号链的本底噪声
图6 低SPL输入对麦克风输出的影响
在智能手机中，较低的麦克风灵敏度可能会使“发送失真测试”的通过更加困难。另一方面，增加信号电平可能会导致信号上升空间问题（请参见图5）。从此处的示例可以看出，系统中使用的麦克风的灵敏度通常是高声压捕获能力和低声压捕获能力之间的折衷。
2.3设备麦克风信号路径要求–带宽
麦克风输出信号路径中的直流滤波电容器的大小必须确定为不限制信号带宽。≥1μF的组件通常可达到此目的。同样，信号链中的所有其他组件必须支持麦克风输出带宽。如果预期带宽超过20kHz（超声波），则尤其值得注意。
3、数字麦克风在设备与系统电路中的应用
像模拟麦克风一样，保护和过滤信号连接的标准也适用于数字麦克风。然而，由于数字信号抗干扰的优异的稳定性，通常不太需要对麦克风输出信号进行防护与过滤。在许多情况下，数字麦克风可以减少设计工作量，减少原型设计，重新设计和过滤组件的数量，同时仍可实现与模拟麦克风相似或更好的信号质量。在智能手机，平板电脑，智能扬声器和IoT设备等无线连接的设备中，数字接口在具有挑战性的电磁环境中特别有用。数字信号还可以使用更长的走线长度而不会出现问题，因此它们非常适合信号连接较长的大型设备（例如笔记本电脑）。
数字接口的缺点是与模拟接口相比，麦克风和接口的电流消耗更高。 但是，整个系统的电流消耗不一定更高，因为对于模拟麦克风，还必须在信号链中的某些点进行模数转换。
尽管在很多情况下使用数字麦克风要比模拟麦克风容易，但系统设计人员仍必须知道自己在做什么。模拟信号（电源，地线）必须保持稳定和干净无噪声，数字信号连接必须正确实施以确保无缝运行。
3.1 PDM接口
MEMS麦克风中最常见的数字接口是1位的PDM（脉冲密度调制）。PDM接口比其他数字替代产品更简单，更便宜。一个关键的简化因素是，PDM接口不需要在麦克风中具有抽取滤波器。这样可以节省麦克风的芯片面积，成本和电流消耗。在PDM麦克风中，由模数转换引起的延迟非常小。
PDM接口由两个接口信号组成：时钟和数据。L / R（左/右）选择引脚通过将引脚连接到接地或Vsupply，可以在同一条数据线上使用两个麦克风。加上电源电压和接地，麦克风共有5个输入/输出端。
3.2 信号连接
如模拟麦克风在电路中使用所述，信号连接电路和走线设计对于模拟麦克风至关重要。它们对于数字麦克风同等重要，但是原因不同。电路板上的所有走线均具有阻抗。时钟的尖锐数字信号沿和数字麦克风的数据信号所导致的非常高的频率（高达数百兆赫兹）会受到这些阻抗的显着影响。同样，相互之间发送和接收信号的组件的输出和输入在保持信号质量方面也起着重要作用。设计和执行不降低数字信号质量的信号连接的原则相对简单。关键原则如下。
发送信号（源）的组件的输出必须匹配其驱动的信号线。不匹配会导致诸如过冲，下冲，反射和振铃之类的问题。这些可能导致不可预测的信号电平和误码，以及可能影响相邻系统的干扰发射。误码会降低麦克风系统的性能。振铃，过冲和下冲可能导致最小和最大信号电平大大低于或高于预期。产生的电平可能会超出为麦克风（或系统其他部分）指定的绝对最大额定值。
为避免出现问题，应控制时钟和数据走线的阻抗。电路的阻抗取决于其尺寸和电路板中使用的材料。电路设计工具可用于设计受控的阻抗走线，例如50至100欧姆。
源端接电阻
> 源端接电阻用于匹配源极和走线的阻抗
- 电阻与走线串联放置，靠近信号源
- 电阻值取决于它们所走线的特性；典型值范围是50到100欧姆
> 时钟线终端电阻（RTC）（1）保持信号沿免受过冲和振铃的影响，并且利于避免接口时序问题，发射干扰和增加电流消耗
> 在数据线（RTD）（2）上还添加了电阻，以避免时序问题和误码
滤波电容器
> Vsupply干扰滤波电容器（CPS）（3）；典型值为0.1μF，但最高可能为10μF
> 用于Vsupply的RF干扰滤波电容器（CRF）（4）
- 可能需要几种，每种都可以滤除特定的干扰频率
- 电容通常很小，为10 – 500pF
> 最小值的滤波电容应放置在离麦克风最近的位置
> 将电容器连接到电源层的走线长度应尽可能短（5）；完全避免走线，建议直接从焊盘使用过孔
> 应该使电容走线（5）中的电感最小，以最大程度地提高滤波性能
> 某些电容器类型（例如，基于2类电介质的电容器）会产生声噪声
请勿在麦克风附近使用它们
图7数字麦克风和音频编解码器接口的示例
其他建议
> 可以为每个麦克风的电源线添加一个串联电阻或铁氧体（R / F）（6），以抑制或过滤高频电磁干扰（EMI）噪声
> 从麦克风的L / R引脚到Vdd和地（7）的走线应短
> 麦克风的地（8）应该通过位于麦克风接地焊盘上的过孔直接连接到系统电路板接地层，应避避免走线连接。
> 麦克风数据和时钟线应与高速传输线分开
在上面显示的配置中，两个麦克风同时打开电源或切换到其他电源模式（例如，正常模式<->低功耗模式，由时钟频率控制）。开关或与门可以与编解码器的GPIO输出（通用IO）一起使用，以分别控制每个麦克风的电源和时钟。
3.3 PDM接口的数字时钟和带宽
数字麦克风需要来自主机设备的时钟信号。时钟设置麦克风二进制数据输出的时序。允许的时钟频率在组件数据手册中指定。因为麦克风输出较高频率信号时量化噪声会增加，所以PDM接口的带宽受其时钟频率限制。较高的时钟频率可实现噪声整形，即将噪声从音频频率中推到较高的频率，而较高的频率可通过较高的时钟频率获得。过采样率（OSR，抽取因子）是PDM接口时钟频率与基带采样率的比率。典型的OSR是64，但是没有标准的定义。根据Nyquist定理，采样率必须是音频带宽（带宽，最高使用的音频频率）的两倍。OSR和带宽确定所需的时钟频率：
整个音频频段（20Hz – 20kHz）所需的最小时钟频率为2.56MHz（使用OSR 64）。常用的2.4MHz时钟可实现18.75kHz的音频带宽（使用OSR 64）。存在一些标准的音频采样率，并且可以在表4中找到示例。使用高超声频率要求PDM接口时钟频率明显高于可听频率。40kHz带宽（使用OSR 64）需要5.12MHz或更高的时钟频率。
3.4 L / R通道多路复用
左/右通道多路复用是通过使用时钟信号的上升沿和下降沿来驱动两个麦克风（通道）来完成的。多路复用的工作原理是，在每个时钟沿，一个麦克风正在发送而另一个麦克风处于高阻抗状态。例如，在时钟信号上升时，Data L通道将数据发送到数据线上，并且Data R进入高阻抗（HiZ）状态。同样，在时钟信号下降时，通道Data R发送数据，而DataL进入高阻态。
当处于高阻抗状态时，麦克风对输出数据线不可见。这样一来，每个麦克风都可以驱动数据线的内容，而另一个麦克风则可以安静地等待（处于HiZ状态）。
图8在一条DATA线上使用两个麦克风的L / R通道多路复用
注意：PDM接口的时钟频率必须足够高，以不限制麦克风的频带。对于OSR = 64的系统，时钟频率必须是所需麦克风输出带宽的128倍。
3.5数字定时
在将不同型号的麦克风或多个供应商的麦克风安装到同一设备中时，确保其接口属性允许它们无缝协作非常重要。例如，在一条数据线上使用两个PDM麦克风时，它们的定时参数必须兼容。自然，麦克风系统和麦克风的时序也必须匹配。表1列出了英飞凌IM69D130麦克风数据手册中的一组时序参数示例。
图9在DATA线上实现两个麦克风的数字时序
表1通用数字时序参数
3.6数字I / O信号大小
除了时序参数外，还必须指定麦克风的IO（输入/输出）电压高低，以确保麦克风与其他麦克风一起在系统内正常工作。选择正确的电平有助于最大程度地减少数据错误（在麦克风实际将0表示为输出的情况下，将麦克风的输出解释为1的情况，反之亦然）。
数据行的属性影响接口的功能。因此，麦克风数据表中通常还会指定麦克风能够驱动的数据线（Cload）上的最大输出负载电容。设备中的数据线应与所需的最大Cload兼容。当麦克风处于待机模式时，通常将麦克风的数据引脚指定为高阻抗状态。
麦克风逻辑电平的滞后从0变到1，并在上图10所示。下表列出了PDM麦克风的关键IO参数。下一页的表格显示了英飞凌IM69D130麦克风数据手册中的一组IO参数示例。
表2通用IO参数
3.7设备应用麦克风信号路径要求-动态范围
PDMMEMS麦克风的输出转换为人耳的模拟信号（通过低通滤波）或在设备系统中传递的PCM（脉冲编码调制）数字信号。例如，DSP系统接受PCM作为其输入（但不能处理PDM）。
使用抽取器完成到PCM的转换，抽取器使用数字滤波根据过采样率对信号进行采样。降低采样率会增加数字信号的字长，因此，所得的基带速率PCM信号不再是1位信号。典型的结果字长为16、20或24位。必须通过使用抽取滤波器来防止PDM信号中的超声频率处的噪声出现在听觉频率上的混叠。抽取器系统可以包含在麦克风中，用于PCM输出。PCM / I2S麦克风不如具有PDM输出的麦克风普及。
麦克风的两个关键参数是信噪比（SNR）和声学过载点（AOP）。这些参数反映了麦克风可以处理的最安静的声音（SNR）和麦克风可以检测到的最大声音，同时保持合理的失真度（AOP；THD升高到10％以上的声压级）。通过结合这两个参数，我们可以确定麦克风可以检测到的整个噪声水平范围，从本底噪声到过载点。参见下图。
对于基于PCM的音频系统组件（例如ADC和编解码器），动态范围和SNR的测量与麦克风SNR的测量方法大不相同。麦克风的SNR定义为当声音输入为94dBSPL时的1kHz正弦波与没有声音输入到麦克风（本底噪声）时麦克风输出之间的差（dB [A]）。这是因为麦克风的SNR是麦克风自身噪声可听性的度量，因此它被称为定义的声学“真实世界”信号。
ADC或 CODEC SNR通常定义为最大输入信号电平和最小输入信号电平之间的差（以dB为单位）。这种性能通常反映在所使用的数字编码方案的位深度上，通常为16位，20位或24位。这意味着，与麦克风SNR相比，音频分量的SNR实际上与麦克风动态范围更紧密相关。
必须选择与正在使用的麦克风的动态范围等效或更高的SNR /动态范围的音频系统和数字编码方案。否则，这些音频组件的本底噪声将支配整个系统，并且无法实现完整的麦克风性能。
位数（N =字长）决定了基于PCM的ADC和编解码器的动态范围（DR）：
DR=(6.02XN+1.76)dB
例如，对于16位系统，在上面的公式中将16插入为N可获得约98dB的动态范围。在实践中，抖动会使SNR降低约4 dB（抖动是故意添加的噪声，用于使量化误差随机化，从而使系统线性化并消除噪声调制）。
为了便于估计，可以将上述方程式简化为：DR [dB] = N * 6（不考虑抖动）。
所有数字信号均以dBFS（相对于满量程的dB）为单位进行测量。满量程是可以在数字编号系统中表示的最大数字。在PDM信号中，这由输出中100％都是1表示。在数字MEMS麦克风中，AOP通常与0dBFS（满量程）大致重合。所有其他输出电平均指定为–xdBFS，表示它们低于满量程。编解码器的动态范围指定了它可以通过的最低dBFS级别。
麦克风和一些具有不同动态范围的音频组件的示例，请参见下图。如此处所示，无论信号链动态范围如何，麦克风和下游组件的满量程电平通常都会对齐。但是，本底噪声可能不会。这是因为两个系统的0dBFS（满量程）相同，但是音频信号链使用的数字编号系统可能无法表示低至麦克风本底噪声的电平。这意味着，如果将数字麦克风与数字编码方案一起使用，而该数字编码方案没有使用足够的位来表示麦克风的本底噪声，则系统噪声将无法反映麦克风的真实性能。
注：选择音频组件和数字编码方案，它们的SNR /动态范围要等于或大于所使用麦克风的动态范围。
图13降低AOP可在16位系统中实现高SNR
3.8设备麦克风信号路径要求-带宽
采样率（Fs）确定PCM系统的带宽：
带宽=FS/2
下表列出了常见的音频带宽和相应的采样率要求。要启用具有20kHz带宽的音频系统，采样率必须为40kHz或更高 48kHz和44.1kHz（在CD中使用）是典型速率。在通信系统中，全频带音频通过例如VoIP（互联网协议语音）和VoLTE（长期演进）技术来实现。
表4 常用的编解码器及其对应的参数
CODEC/系统 |
带宽(Hz) |
最低采样率(Hz) |
标准电话带宽（AMR） |
300-3.4K |
8K |
宽带音频/高清音频/AMR-WB |
50-7k |
16K |
超宽频 |
50-14K |
32K |
全频带音频/全高清音频/VOIP/VOLTE |
20-20K* |
44.1K/48K |
超声（不含频率>48KHz） |
<48KHz |
96k |
*取决于所用CODEC
另一个经常可用的采样率是96kHz。在用于捕获频率高达48kHz的超声波的麦克风系统中可能需要使用它。实际上，在可听频率范围内，使用96kHz采样率不太可能改善音频质量。
如果目标不是覆盖整个20kHz可听声音带宽，则即使32kHz或16kHz采样率也足够高。可以考虑使用较低的采样率以获得诸如较低的传输比特率，较低的系统电流消耗，较简单的系统或较低的价格之类的好处。甚至16kHz的采样率和相应的8kHz音频带宽也可以实现“高清语音”质量，并使用GSM电话中使用的AMR-WB（自适应多速率宽带；ITU-T / 3GPP）编解码器
注：将系统设计为具有音频带宽，以便在所有使用情况下都能满足音频质量要求；采样率必须是带宽的2倍。
3.9电流消耗
数字麦克风的电流消耗通常高于性能相当的模拟接口麦克风的消耗。差异是由于在麦克风中完成了模数转换，而不是后来在信号链中进行了模数转换。还有其他因素会影响数字麦克风系统的电流消耗。功耗取决于电源电压电平，时钟频率和系统中的电容负载。时钟频率越高，时钟和数据从一种状态来回切换到另一种状态的速度越快。电容性负载越高，驱动这些线路所消耗的电流就越大。
麦克风系统的电流消耗还取决于电源配置。具有高电源抑制性能（PSR / PSRR）的麦克风在应用中对电源要求不高（如电源可能不干净有干扰）。具有较低电源抑制能力的麦克风则对电源要求更高一些（如要求电源非常干净），该电源是由来自较高电压源的LDO（低压差稳压器）产生的。LDO解决方案可能会消耗大量电流。模拟麦克风也会有类似问题。
3.10多模式PDM麦克风
对于某些应用程序或用例，高性能数字麦克风的电流消耗可能过高。还可能有其他原因想要更改麦克风的特性。多模式麦克风满足了麦克风多功能性的这一需求。PDM MEMS麦克风中最常见的替代使用模式是低功耗模式，该模式通常会损害麦克风的性能以实现更低的电流消耗。
在PDM接口麦克风中，通常通过更改麦克风时钟的频率来控制该模式。当然，这意味着设备系统或CODEC必须具有所需的可用时钟频率以及从一种频率切换到另一种频率的方法。例如，可以在2.4或3.072 MHz下使用正常模式，而在768kHz下使用低功耗模式。系统还应考虑到从一种模式切换到另一种模式可能并非完全无干扰。为了避免在麦克风系统的输出中出现任何意外的啪啪声或咔嗒声，在模式切换期间可能必须暂时使麦克风信号静音。
4 、EMC电磁兼容
麦克风的电磁兼容性（EMC）要求：
> 在不受电磁环境干扰的设备中运行；
> 不打扰设备中的其他系统；
麦克风的EMC问题可能以不同的方式表现出来：
> 麦克风受到设备中辐射或传导干扰的影响
> 设计不良的数字麦克风（例如，信号上升/下降速度过快，受到损害接地）会发出干扰，可能会影响非常靠近麦克风的天线
> 麦克风（实际上是一个相对较大的接地金属盒）被动地干扰了相邻天线的功能
- 可以通过将麦克风移离天线更远或改善接地来缓解这种情况
连接的设备（例如智能手机）中存在许多噪声源：
> 无线连接天线（蜂窝，wi-fi等）输出电场和磁场
> 其他干扰线耦合到麦克风线的信号线
> 间接耦合：例如，源自设备本身或外部源的辐射射频干扰会耦合到信号走线中，并从那里耦合到麦克风
> 有噪声干扰不干净的接地系统
> 电噪声较大的组件（例如RF电源系统）可能会在麦克风信号走线中添加噪声
当RF干扰耦合到麦克风信号线或直接进入麦克风本身时，就会出现射频干扰（RFI）。干扰会传播到麦克风输出信号，并引起可听见的干扰，即“ TDMA噪声”。GSM蜂窝设备使用800至900MHz和1800至1900MHz的时分多址（TDMA）技术。以217Hz发射脉冲和功率的电平可能很高，导致217Hz脉冲耦合到麦克风输出信号中。
4.1减轻射频干扰
必须正确应用麦克风，使麦克风受到良好的保护，免受无线连接设备中存在的所有辐射和传导干扰。
麦克风信号应使用例如电容器和电感器进行滤波
> 电容器（C）会通过高频，具体取决于其电容值，因此可用于将不需要的高频短路到设备的接地
> 电感器（L）允许低频通过并阻止高频，因此可以在信号线上串联使用，以滤除射频干扰
> 电容器和电感器的组合可以产生最佳的滤波效果；例如所谓的pi过滤器（请参见图14）
图14PI型滤波电路
最佳的滤波电路设计，布局和滤波组件取决于
> 麦克风的设计以及内置的可能的过滤系统
> 内置于接收信号的系统中的过滤器（如CODEC）
正确的电路设计和布局是实现无干扰麦克风信号的关键因素。敏感信号接线指南如下：
> 信号走线的长度应最小化，以最小化干扰的拾取（1）
> 信号线应分开以防止串扰（2）
> 信号应适当屏蔽电磁辐射和其他信号线的串扰（3）
- 信号线最安全的地方通常是在两个接地层（各层）之间的电路板内部，并且在信号走线的两侧延伸有保护性接地走线
> 应该使用滤波来消除信号中的干扰（4）
> 麦克风或其他音频系统不应放在射频系统附近
- 好的做法是将麦克风和天线分离到设备中的不同平面上
> 音频信号或接地不应与射频走线平行布线（射频信号或射频接地）
- 信号应相互垂直布线，并且麦克风信号和干扰源之间的距离应最大化
- 射频走线或其他干扰源不应位于麦克风下方
除了上述信号清洁度建议外，数字麦克风实现部分中列出的方法通常也适用
> 在Vsupply中使用电容器（CPS，CRF）来过滤电源线的低频和高频干扰
- 将最小的滤波电容放置在最靠近麦克风的位置
- 最小化从滤波电容器到电源层的走线长度
- 最小化电容器走线中的电感
- 避免在麦克风附近使用基于2类电介质的电容器（由于存在听得见的噪音的危险）
> 在每条电源线上增加一个串联电阻或铁氧体，以进一步抑制EMI
> 使用直接在麦克风接地上的过孔将麦克风接地连接到电路板接地平面；
> 建议使用数字（或差分模拟）接口。特别是在线路较长且环境充满挑战的情况下。
注：例如，可以通过使用滤波和屏蔽，最小化信号走线长度并防止信号线和干扰源之间的干扰耦合来减轻RF干扰。
金属封装可保护麦克风的内部免受辐射干扰，但是高质量的接地对于高抗干扰性也是必不可少的。
> 必须为麦克风提供高质量的接地，以使干扰具有低阻抗路径以绕过麦克风
> 为了优化干扰保护，应将接地设计为在整个接地区域具有最小的电位（电压）变化（ΔV= 0）
- 全板实心接地层为RF信号提供了最低的阻抗，从而实现了稳定的接地
> 使用柔性电路板可能会降低接地质量；地面稳定性和抗扰性可能会受到影响
- 应将挠性板上的接地走线宽一些，以改善接地质量
- 建议将麦克风接地线绑在主电路板上的接地线上（通常与CODEC相同）
- 当走线长度较长且靠近干扰源时，注意挠性板上的接地质量尤为重要。
5、电源干扰
不受电源线干扰的影响是麦克风的电子坚固性及其对设备中电磁干扰和其他干扰的抵抗力的关键因素。具有良好电源抑制能力的麦克风可以节省设备设计人员/制造商的时间和金钱，但是仍然要取决于设备设计，以确保电源线中的干扰保持在麦克风可以应付的水平。输出信号质量下降。电源抑制（PSR）和电源抑制比（PSRR）是指示麦克风的抑制能力的参数。
电源线必须保持清洁
> 过滤器干扰（有关更多详细信息，请参见上一页的“ 降低RF干扰”）
> 屏蔽电源走线
> 避免靠近电源干扰源，例如数据总线和开关稳压器
> 如有必要，请使用经过调节的低噪声电源
如“电流消耗”部分所述，具有良好的电源干扰抑制性能的麦克风可通过提供更简单的供电解决方案来帮助降低系统电流消耗。
6、静电放电ESD
MEMS麦克风在设备中的应用连接方式会对麦克风的抗静电放电（ESD）产生重大影响。放电会以两种不同方式损坏MEMS麦克风：电气和机械上（由于电火花引起的高压脉冲）。可以通过避免ESD火花到达麦克风的敏感半导体部分，来防止由与ESD相关的高电压电平引起的电损坏。
> 必须提供绕过麦克风的低阻抗接地路径以进行放电
> MEMS麦克风封装通常被屏蔽并接地，但是最好不要让ESD放电通过封装接地
- 重要的是要使ESD放电尽可能远离声学传感器
> 关键实现因素是麦克风接地的质量必须很高，即对地和接地内部的阻抗必须低
7、风噪
风对于麦克风而言是具有挑战性的环境因素。减轻风噪声的有效方法很少。在大多数类型的消费类电子设备中，由于其尺寸，外观和具有挑战性的批量可制造性，传统的风声缓解策略（例如泡沫或防风罩）是不可行的。
电气解决方案相对效果不好。风（噪声）通常是任意的，并且从一个位置到另一个位置是不相关的，因此很难用例如多麦克风软件解决方案来消除。风噪声还倾向于具有与所需声音重叠的宽频带，因此也不能有效地使用电信号滤波。大多数风噪声能量处于低频，因此可以通过高通滤波来实现一些改进，但这可能会影响所需音频信号的低频。
由于风通常是湍流，因此噪声听起来常常像是严重的失真，但这并不一定意味着麦克风（系统）实际上已经饱和。但是，某些类型的风，例如非平稳噪声的爆发会导致信号电平升高到足以引起饱和的程度。麦克风和系统的高声学过载点可能有助于解决此类风噪声。
久久为功，破浪重逢
感谢您十五年来与我们的携手同行！声学楼论坛的成长壮大离不开您的关注、关心与关爱，更离不开彼此之间因相知相惜造就的深情厚意。
现诚挚的邀请您参加第十五届声学楼论坛年会。
重量级嘉宾持续更新中……声学楼十五周年年会报名活动正式开启！
微信公众号
acousticsblock
