浅谈MIC电路的偏置电阻-硬件和射频工程师.PDF

浅谈MIC 电路的偏置电阻 作者：误人子弟 本文首发于RD3721.COM (手机设计天下网) 为什么要加电阻 下图是典型的MIC 应用电路以及MIC 内部的电路图。在MIC 内部，驻极体电容将声音 信号变为电信号，并立即通过一级共源FET 放大输出。 M VDD O R Vo C 1. 2 7 加电阻的目的是为了给 MIC 内部的FET 放大器提供一个漏极偏置，使其工作在饱和 3 区，完成信号放大的任务。因此，这个电阻也称为偏置电阻。 D R 选择多大的电阻 选择多大的电阻呢？这需要根据内置的 FET 的参数来决定。电阻选择不合适，将降低 放大电路的最大动态输出范围，电阻太大，还可能使FET 进入非饱和区； 电阻过小，可 能导致损坏管子。 下面是从一家 MIC 成品规格书中截取的性能参数以及测试电路。其测试条件是供电电 压是2V，偏置电阻是2.2Kohm 。 为什么是2.2Kohm 呢？手册中称MIC 最大耗电流为500uA，如果RL 为2.2Kohm,则 输出的直流偏置在1V 左右（2.2K x 500u ），恰好是供电电压2V 的一半，这样，输出信 号的正负半周最大动态范围相等。因此，将偏置电压设为电源的中点，可以最大化输出的 动态范围。 目前大部分手机用MIC 所用的内部FET 都是相当的，所以表象的外部参数也近似。因 此一般在电路设计时，都将偏置电阻选定在2Kohm 左右。 某MIC 成品的性能参数： M O C 1. 2 该MIC 的对应测试电路： 7 3 D R 为什么可以将MIC 结成差分输出？ 不过，在目前手机设计中，流行的做法是将MIC 接成差分输出，这样可以比较有效的 抵抗干扰。 M O C 1. 2 7 MIC 作为一个两端子器件，假设流过的电流是 I I 0 +i 3 I 0 可以理解为是直流偏置电流，或者时说在没有声音的安静情况下，通过MIC 的电流， D 它可以认为是不变的，而i 则是声音信号起伏导致流过MIC 的交变电流信号。理想情况下， 当你用正弦波发声器对着MIC 时，测到的这个电流信号也应该是正弦变动的。 R 因为这里讨论的电流是音频电流，因此可以不考虑电路中滤波用的 PF 级电容和磁珠 的影响。对于MIC 耦合输入端，可以认为是理想放大器的无限大输入阻抗，也可不考虑 其对电路的影响。这样，我们可以非常方便的得到MIC 两端的电压表达式： V V =−R i( I +i)