CN104469617B - 一种降低有源耳机环路噪音的电路和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降低有源耳机环路噪音的电路，包括布设在PCB上的集成电路模块和电源模块，集成电路模块和电源模块之间还连接有电容，电容布设在所述集成电路模块的一侧；还包括与电源线平行布设的接地线，电源线与所述接地线之间的水平间距小于或等于电源线和接地线线宽总和的二分之一，电容的一极通过电源线电连接所述集成电路模块的电源管脚，另一极通过接地线电连接集成电路模块的地管脚，电容的布设方向与流过电源线上的电流方向一致。本发明还提供了一种降低有源耳机环路噪音的方法，通过将电容沿流过电源线上的电流方向布设并将缩短电源线和接地线之间的间距实现最大程度地减少电流回路面积。本发明成本低、效率高、适用性广。
Description
技术领域
本发明涉及耳机降噪技术领域，尤其涉及一种降低有源耳机环路噪音的电路和方法。
背景技术
有源耳机，包括带有发射器装置的无线耳机有一个结构特点，即所使用的扬声器和PCB电路板都设置在耳壳内。由于耳壳内的空间有限，这就限定了扬声器和PCB电路板之间的距离很近，且只能在很小的范围内调整。
现有技术中有源耳机PCB电路板中的集成电路模块，工作时不可避免的会由于内部电流的波动形成噪声源。由于扬声器和PCB电路板之间的距离很近，这些噪声源很可能在电源回路中形成电流环路，或者和设置不当的电子器件，如电容等，形成噪声电流通路，造成磁场辐射，进而对扬声器产生磁场干扰并形成环路噪声。
综上分析，现有的有源耳机所使用的PCB电路板存在容易产生环路电流，造成扬声器中出现环路噪音的问题。
发明内容
本发明提供一种降低有源耳机环路噪音的电路和方法, 以降低现有技术中有源耳机中的环路噪音。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下方案实现：
一种降低有源耳机环路噪音的电路，包括布设在PCB上的集成电路模块和电源模块，其中所述电源模块通过电源线向所述集成电路模块供电；所述集成电路模块和所述电源模块之间还连接有至少一个电容，所述电容布设在所述集成电路模块的一侧；还包括与所述电源线平行布设的接地线，所述电源线与所述接地线之间的水平间距小于或等于所述电源线和接地线线宽总和的二分之一，所述电容的一极通过所述电源线连接所述集成电路模块的电源管脚，另一极通过所述接地线连接所述集成电路模块的地管脚，所述电容的布设方向与流过所述电源线上的电流方向一致。
耳壳内的空间有限，为了进一步节省空间，所述PCB板优选为多层板，且包括信号层和接地层。
进一步的，所述信号层上布设有所述电源模块、电容和集成电路模块和电源线；所述接地层上布设有所述接地线。
为了将所述电源线和接地线之间的回路面积降低至最小，所述电容、电源线和接地线的布设位置沿PCB法线方向保持重合。
更进一步的，所述电源线直接或通过设置在PCB上的过孔电连接所述电容和所述集成电路模块的电源管脚；所述接地线直接或通过设置在所述PCB板上的过孔电连接所述电容和所述集成电路模块的地管脚。
优选地，所述电容是钽电容或陶瓷电容。
本发明还公开了一种降低有源耳机环路噪音的方法，包括以下步骤：
平行布设PCB上集成电路模块和电源模块之间的接地线与电源线；
将所述接地线与电源线之间的水平间距缩短至小于或等于所述接地线与所述电源线线宽之和的二分之一；
将电容布设在所述电源模块和所述集成电路模块之间，所述电容的一极电连接所述电源线，另一极电连接所述接地线，沿流经所述电源线的电流方向布设所述电容。
进一步的，所述PCB为多层板且包括信号层和接地层。
更进一步的，将所述电源线、电源模块、电容和集成电路模块布设在所述信号层；将所述接地线布设在所述接地层。
为了将所述电源线和接地线之间的回路面积降低至最小，沿PCB法线方向保持所述电容、电源线和接地线的布设位置重合。
进一步的，将所述电源线直接或通过设置在PCB上的过孔分别与所述电容和所述集成电路模块的电源管脚电连接；将所述接地线直接或通过设置在PCB上的过孔分别与所述电容和所述集成电路模块的地管脚电连接。
采用本发明所提供的降低有源耳机环路噪音和方法，电容的布设方向与所述电源线上的电流方向一致，所述电源线和接地线之间的水平间距缩短至等于或小于所述电源线和接地线线宽之和的二分之一，可以将所述电源线和接地线之间的回路面积减到最小，进而将耳壳内的磁场辐射降到最低，从而确保耳机扬声器不会因为芯片内部噪音源受到干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明降低有源耳机环路噪音的电路一种实施例的示意图；
图2为本发明降低有源耳机环路噪音的电路的另一种实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，参见图1所示，本实施例的降低环路噪音的电路包括集成电路模块1和供电模块2。所述集成电路模块1可以是实现射频收发功能的集成电路。所述供电模块2通过从所述供电模块2引出的电源线3向所述集成电路模块1供电。所述接地线4与所述电源线 3平行布设。为了滤除电路中的高频噪声，切断高频噪声通过供电回路进行传播的通路，在电源线3和接地线4之间还连接有滤波电容5。滤波电容5布设在集成电路模块1的一侧。在现有技术中，滤波电容5往往是并联在信号线与地线之间以起到对高频噪声的旁路作用。但是，由于有源耳机结构的限制。在有源耳机工作时，集成电路模块1的工作电流会出现波动，不可避免的，芯片内部会形成噪音源，并通过所述滤波电容5、电源线3、接地线4和集成电路模块1之间的回路形成良好的噪音电流通路。噪音电流会产生变化磁场，并通过电磁辐射造成耳机扬声器中出现电磁噪声。滤波电容5也因此不能起到预期滤除噪音的效果。
因为磁场强度是与回路面积密切相关的。相比于传统的用于有源耳机的集成电路，本实施例中所述电源线3和接地线4之间的水平间距等于或小于所述电源线3和接地线4的线宽之和的二分之一，并将所使用的滤波电容5的一极连接所述电源线3，另一极连接所述接地线4，滤波电容5的布设方向与电流流过所述电源线3的方向一致，从而最大程度地降低电流回路的面积, 以克服由于电流环路造成的电磁辐射。所述电源线3直接电连接所述滤波电容5和所述集成电路模块1的电源管脚1-1，所述接地线4直接电连接所述滤波电容5和所述集成电路模块1的电源管脚1-2。
本实施例中所采用的滤波电容5是钽电容或者陶瓷电容。
本实施例还公开了一种降低有源耳机环路噪音的方法。在有源耳机的PCB布局时，平行布设PCB上集成电路模块和电源模块之间的接地线与电源线，将所述接地线与所述电源线之间的水平间距缩短为等于或小于所述接地线与所述电源线线宽之和的二分之一。将滤波电容5的一极连接所述电源线3，另一极连接所述接地线4，将滤波电容5沿电流流过所述电源线3的方向布设。即而最大程度的缩小所述电源线、接地线、集成电路模块和滤波电容之间回路面积，降低电路的电磁辐射干扰。
实施例二，由于有源耳机耳壳内的空间有限，本发明的另一个实施例中使用的PCB是四层板。如图2所示，所述集成电路模块1、电源模块2和滤波电容5布设在PCB的第一层6-1，所述电源线3布设在PCB的第二层6-2， 6-1和6-2即PCB的信号层；所述接地线布设在PCB的第三层6-3，即PCB的接地层。PCB上均开设有连接电源线3和接地线4的多个过孔7。过孔7具有最小的分布电感，其主要作用是提供电源线3和接地线4 的最短回流路径。通过过孔7，所述电源线3分别电连接所述滤波电容5的一极和所述集成电路模块1的电源管脚1-1；所述接地线4分别电连接所述滤波电容5的另一极和所述集成电路模块1的地管脚1-2，实现走线的穿层连接。沿PCB的法线方向看，所述电源线3和接地线4的布设位置之间的水平间距小于所述电源线3和接地线4线宽总和的二分之一。并且，所述电源线3、接地线4和电容5的布设位置沿PCB法线方向保持重合。所述滤波电容5的布设位置与流过所述电源线3上的电流方向一致。
本实施例中还公开了采用四层PCB降低有源耳机环路噪音的方法：在PCB布局时，首先将集成电路模块、电源模块和滤波电容和电源线布设在PCB的信号层，将接地线布设在PCB的接地层。其次，沿PCB法线方向保持所述滤波电容，电源线和接地线的布设位置重合。沿PCB的法线方向看，所述电源线3和接地线4的布设位置之间的水平间距等于或小于所述电源线3和接地线4线宽总和的二分之一。在PCB上开设过孔，将所述电源线通过过孔分别与所述滤波电容的一极和所述集成电源模块的电源管脚相连接，将所述接地线通过过孔分别与所述滤波电容的另一极和所述集成电路模块的地管脚电连接。采用此种方法，最大程度的降低了电源线、接地线、集成电路模块和滤波电容之间围成的环路面积，使围成的环路面积降低至可以忽略不计的数值区间，进而避免了电流环路形成的电磁辐射，确保有源耳机的扬声器中不会出现电磁噪声。
上述实施例中所提供的可降低有源耳机环路噪音的电路和方法，通过设置一极电连接所述电源线，另一极电连接接地线，且布设方向与流过所述电源线上电流方向一致的滤波电容，从而最大限度的减少了滤波电容、集成电路模块、电源线和接地线之间的回路面积；配合平行布设且水平间距等于线宽之和一半的电源线和接地线，将回路面积降低至可以忽略不计的数值范畴，从而避免了有源耳机的扬声器中出现电磁噪音。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种降低有源耳机环路噪音的电路，包括布设在PCB上的集成电路模块和电源模块，其中所述电源模块通过电源线向所述集成电路模块供电；所述集成电路模块和所述电源模块之间还连接有至少一个电容，所述电容布设在所述集成电路模块的一侧；其特征在于，还包括与所述电源线平行布设的接地线，所述电源线与所述接地线之间的水平间距等于或小于所述电源线和接地线线宽总和的二分之一；所述电容的一极通过所述电源线电连接所述集成电路模块的电源管脚，另一极通过所述接地线电连接所述集成电路模块的地管脚，所述电容的布设方向与流过所述电源线上的电流方向一致，所述电容、电源线和接地线的布设位置沿PCB法线方向保持重合，所述PCB为多层板且包括信号层和接地层，所述信号层上布设有所述电源模块、电容和集成电路模块和电源线；所述接地层上布设有所述接地线。
2.根据权利要求1所述的降低有源耳机环路噪音的电路，其特征在于，所述电源线直接电连接或通过设置在PCB上的过孔电连接所述电容和所述集成电路模块的电源管脚；所述接地线直接电连接或通过设置在所述PCB板上的过孔电连接所述电容和所述集成电路模块的地管脚。
3.根据权利要求1或2所述的降低有源耳机环路噪音的电路，其特征在于，所述电容为钽电容或陶瓷电容。
4.一种降低有源耳机环路噪音的方法，其特征在于，包括以下步骤：
平行布设PCB上集成电路模块和电源模块之间的接地线与电源线；
将所述接地线与所述电源线之间的水平间距缩短至小于或等于所述接地线与所述电源线线宽之和的二分之一；
将电容布设在所述电源模块和所述集成电路模块之间，所述电容的一极电连接所述电源线，另一极电连接所述接地线，沿流经所述电源线的电流方向布设所述电容；保持所述电容、电源线和接地线的布设位置沿PCB法线方向重合；
所述PCB为多层板且包括信号层和接地层；将所述电源线、电源模块、电容和集成电路模块布设在所述信号层；将所述接地线布设在所述接地层。
5.根据权利要求4所述的降低有源耳机环路噪音的方法，其特征在于：将所述电源线直接或通过设置在PCB上的过孔分别与所述电容和所述集成电路模块的电源管脚电连接；将所述接地线直接或通过设置在PCB上的过孔分别与所述电容和所述集成电路模块的地管脚电连接。
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