LMV1090噪声抑制麦克风放大器评估套件使用指南

在音频处理领域，噪声抑制一直是一个关键问题。TI推出的LMV1090噪声抑制麦克风放大器评估套件为工程师们提供了一个便捷的解决方案，能够有效降低背景噪音，提升语音清晰度。下面就来详细介绍这个评估套件。

文件下载：LMV1090TLEVAL.pdf

一、套件概述

LMV1090TL评估套件包含以下内容：

1. LMV1090TL演示板：型号为551600317–001。
2. 迷你USB板：型号为551600192–002。
3. 控制软件：用于对放大器进行配置和控制。
4. 麦克风板和麦克风电缆：用于输入音频信号。
5. I2C电缆：用于与外部设备进行通信。

二、LMV1090芯片特性

2.1 功能特性

LMV1090是一款全模拟双输入、差分输出的麦克风阵列放大器。它的主要功能是降低背景声学噪声，同时在语音通信应用中提供出色的语音清晰度。该芯片具有两个差分输入麦克风放大器通道和远场噪声抑制（FFNS）电路。能够保留麦克风4cm内的近场有线信号，同时拒绝距离麦克风大于50cm的远场声学噪声。在配置适当且使用±0.5dB匹配的麦克风时，远场抑制可达20dB。

2.2 工作条件

• 温度范围：-40°C ≤ TA ≤ 85°C。
• 电源电压：2.7V ≤ VDD ≤ 5.5V。
• I²C电源电压：1.7V ≤ I²CVDD ≤ 5.5V。

三、LMV1090演示板

3.1 信号处理与输出

演示板从两个麦克风获取模拟输入，进行远场噪声消除处理，然后输出模拟差分信号。这个输出可以连接到录音设备，如个人计算机声卡的LINE IN/MIC IN输入或手机的MIC IN输入，用于评估目的。

3.2 增益放大器与工作模式

LMV1090TL包含可编程的前置和后置增益放大器，可以通过I2C命令和软件GUI进行调整。它有四种工作模式：

1. 噪声消除模式：有效降低背景噪声。
2. Mic1启用模式：仅使用第一个麦克风。
3. Mic2启用模式：仅使用第二个麦克风。
4. Mic1 + Mic2模式：同时使用两个麦克风。

这些工作模式也可以通过I2C命令和软件GUI进行控制。

四、电源供应

LMV1090演示板提供三种可能的电源供应来源：

1. 外部电源：通过J12引脚为VDD和GND供电。I²CVDD引脚可以通过在J21和J22之间放置跳线从VDD引脚获取电源。
2. 电池供电：在PCB上的电池座中放置一个小电池（如CR1220）。要使用电池供电，需要按照特定方式配置J26、J21和J22跳线。
3. I2C接口：通过I2C接口引脚J20供电。这是客户收到LMV1090TL演示板时的默认配置，使用这种配置和迷你USB板可以无需单独的电源进行评估。

此外，要使板上的LMV1090正常工作，启用引脚必须为逻辑高电平，这可以通过在J25引脚上放置跳线来实现。

五、板载I²C兼容接口

I²C兼容接口位于J20引脚。SCL引脚和SDA引脚都有一个10kΩ的上拉电阻连接到I²CVDD。在连接迷你USB板时，USB电缆应远离电路板。I²C接口的电源电压可以通过J22跳线进行选择，但要注意I²CVDD电压不应超过VDD电压，以免损坏LMV1090芯片。

六、控制演示软件

与LMV1090演示板配套的软件包可以通过I2C接口辅助评估、编程和测试LMV1090芯片。软件通过图形用户界面（GUI）操作，提供两组功能：

1. 顶部按钮：可以启用和禁用麦克风放大器，以及静音麦克风输入放大器。屏幕左侧的默认按钮用于重置芯片。
2. 侧边按钮：选择四种工作模式，即噪声消除模式、仅MIC 1开启、仅MIC 2开启和MIC 1 + MIC 2。
3. 右侧滑杆：控制前置放大器和后置放大器的增益。

七、麦克风连接与放置

7.1 连接方法

要将一组两个麦克风连接到演示板上以评估LMV1090在客户应用中的性能，需要将J11和J16引脚上的跳线放置在引脚3 - 5和引脚4 - 6之间。麦克风也可以连接到3.5mm连接器J9和J15。

7.2 放置要点

对于远场噪声降低系统的最佳性能，正确放置麦克风非常重要。在许多应用中，麦克风彼此相邻放置，间距为1.5cm至2.5cm。当远场信号来自与麦克风平面正交的源，且所需信号靠近麦克风并与麦克风成一直线时，噪声消除性能最佳。

八、PCB布局指南

8.1 差分信号

将两个差分信号紧密布线在一起，并保持它们的长度相等。确保信号的两条走线中的所有阻抗相等。

8.2 电源和接地

将所有接地引脚在芯片下方连接在一起，形成一个星型点。将REF引脚B4的去耦电容和相应的接地引脚B1的电流与其他电流分开。将电源去耦电容放置在靠近VDD引脚C1和接地的位置。

九、总结

LMV1090噪声抑制麦克风放大器评估套件为工程师提供了一个全面的解决方案，用于评估和开发音频处理系统。通过合理的电源供应、正确的麦克风连接和放置，以及遵循PCB布局指南，可以充分发挥LMV1090芯片的性能，实现出色的噪声抑制和语音清晰度。大家在实际应用中是否遇到过类似的音频处理问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。