ZHCACV9 应用手册 | 德州仪器 TI.com.cn

4.3 麦克风的选择

此实现使用具有 TLV320ADC6120 ADC 的 POM-2730L-HD-R 麦克风。该器件设置为单端交流耦合输入。

灵敏度：-30db，0db = 1V/Pascal，带负载电阻器。

输出阻抗：2.2kΩ

SNR：74db，SPL 为 94db 或 1 Pascal

图 4-5 信号链中的噪声

A. 麦克风噪声 = 4µV

B. 输入参考噪声 = 4µV

C. 输入噪声 = 麦克风噪声 + 输入参考噪声 = 5.6µV

D. 噪声 = 5.6µV × 2 = 11.2µV

对于此功能，禁用 DRE。

SPL 为 94db 时的信号电平

方程式 15.

- 30 d b = 20 \times \log (V s i g P k)

方程式 16.

V s i g P k = 31.6 m v

麦克风输出噪声

方程式 17.

20 \times \log (\frac{V s i g}{V n o i s e}) = S N R

方程式 18.

20 \times L o g (\frac{31.6 m v}{V n o i s e}) = 74 d b

方程式 19.

V n o i s e = 6.4 u v p k

方程式 20.

V n o i s e = 4.4 u v r m s

麦克风的动态范围

对于此麦克风，120db SPL 被认为是过载水平。

与 94db SPL 水平的差异为：

方程式 21.

120 d b - 94 d b = 26 d b

94db SPL 对应的 SNR 为 74db。

为 SNR 增加 26db 以获得动态范围。

方程式 22.

D y n a m i c r a n g e = 74 d b + 26 d b = 100 d b

麦克风的动态范围 = 100db。

PGA 增益的估算

过载点的信号电平为：

方程式 23.

- 30 d b + 26 d b = - 4 d b

方程式 24.

- 4 d b = 20 \times \log (V s i g P k)

方程式 25.

V s i g P k = 0.63 V

对于单端交流耦合输入，满量程值为 1VRMS 或 1.4Vpk。

方程式 26.

P G A G a i n = \frac{1.4}{0.63} = 2.2

麦克风 + ADC 的 SNR 估算

麦克风噪声 4.4uVrms 等于 V1。

PGA 增益为 2 时的 ADC 输入参考噪声：

方程式 27.

4 u v r m s = V 2

ADC 输入端的有效噪声 5.65uVrms：

方程式 28.

V e = \sqrt{{V 1}^{2} + {V 2}^{2}}

PGA 输出端的有效噪声 11.2uVrms：

方程式 29.

5.65 u v \times P G A G a i n

以下是在 ADC 输出端检测到的噪声：

方程式 30.

S N R o f t h e s y s t e m S N R = 20 \times L o g (\frac{1}{V_{n}})

方程式 31.

S N R = 20 \times L o g (\frac{1}{11.3 μ v})

SNR 为 98.9 db。系统能够捕获的声音达到麦克风的本底噪声。