驻极体麦克风电路设计总结

ECM原理

ECM（驻极体电容式麦克风）与MEMS硅麦不同，其内部结构如图1所示，MIC内部有一个充有一定电荷的膜片电容，电容其中一个极板与FET（场效应晶体管）连接，由于FET的基极输入阻抗很高，可以认为电容的电荷不会消失，膜片随着外部声压振动，使得电容两个极板之间距离发生变化，从而导致电容值变化，根据电容公式，当电容值改变时，电压也会发生变化，即FET的GS电压改变导致DS电流变化，从而引发外部偏置电阻上的电压变化,使得MIC输出端DS电压发生变化。

图1：驻极体电容式麦克风内部结构

ECM参数规格

为了获得最大的输出电压动态范围，需要合适的偏置电阻将正极+输出电压设置在Vs的一半，根据MIC规格书中的电气参数，静态电流为500uA，因此偏置电阻RL=（Vs-V+）/Idss，在实际应用中，选择了2.2K的偏置电阻，与多数MIC推荐的工作条件相符：2V偏置电压、2.2K偏置电阻，在此条件下,可以计算得出MIC两端的静态电压Vbias。

ECM电路参数设计

ECM典型的应用电路是差分接法（如图4所示），电阻R3、R6和电容C3构成RC低通滤波器，给电源MICBIAS滤波，电阻R4和R5是MIC的偏置电阻，根据交流等效电路（如图5所示），为了获得较大的有效交流输出电压，可以选择较大的偏置电阻,这可以根据实际情况进行权衡。

电容C6用于滤除差模干扰，一般取值220pF，C4和C5滤除共模干扰，一般取33pF，电阻R1、R2，Codec芯片引脚的输入阻抗Rc，和隔直电容C1、C2组成高通滤波器。

ECM电路Layout注意点

以差分接法电路为例（如图8所示），除了靠近芯片引脚的C156、C157和C153之外，其他阻容最好都靠近MIC位置放置，差分接法需要注意布线按照差分规则进行，音频部分的地和系统地最好分开,以免受到干扰。

图8：差分接法电路示例

本文简要介绍了ECM原理、参数规格、电路参数设计和电路Layout注意事项，实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化，由于作者非音频专业人员，文中的谬误或不足,欢迎高手赐教。