蓝牙耳机中的电源管理解决方案
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:763
    
    
     图1:蓝牙耳机系统架构。
    
     在经过一段时间的沉寂后,从2003年底开始,蓝牙市场开始复苏,不仅在手机上配置蓝牙(相信不久蓝牙将同照相机一样成为手机的标准配置),在笔记本电脑、汽车、mp3上也开始内置蓝牙技术。 在争夺蓝牙解决方案的竞争中,英国的csr(cambridge silicon radio)公司作为sig联盟的初期成员之一,到今年9月份,csr的蓝牙芯片出货量合计突破5千万片,诺基亚、ibm、摩托罗拉以及索尼等都成为csr的客户,成为蓝牙方案的主要提供商。 csr的设计特点是将射频芯片和基带控制芯片集成在一块6×6mm的芯片上,所以对周边元器件的要求相当高,其中对电源控制芯片的主要要求是:瞬态响应好,抑制噪音能力强;外型小。目前,csr蓝牙方案的电源控制芯片主要选自日本torex公司,以销量最大的bluecore2蓝牙耳机方案(图1)为例,选用的是xcs621b(ldo)+xcs921a(dc/dc),其中xcs621b用于麦克风的偏压电路,xcs921a用于蓝牙芯片的供电。图2:麦克风偏压电路。 在耳机应用中对控制噪声的要求是非常严格的,特别是人耳能听到的20hz~20khz的频段范围,而且由于蓝牙工作的频段2.4ghz是一个开放频段,所以要求电源芯片有很高的抑制噪声能力。从图2的麦克风偏压电路来看,csr采用了xcs621b高速ldo系列,该系列ldo具有突出的抑制噪声能力(>75db@1khz、>70db@10khz),因此可以比常规产品省略1个过滤噪声的旁路电容,有利于成本控制以及电路外型控制。 从图3的蓝牙芯片供电电路来看,最大的变化是用dc/dc取代了ldo。由于ldo供电的效率不高,有相当大的电能会被浪费,为了延长电池的使用时间,在最新的设计方案中推荐使用dc/dc转换器xcs921a系列。该系列采用同步整流技术,内置了p沟道和n沟道mos管,供电效率可以达到90%以上。另外,为了控制dc/dc所产生的噪声,xcs921a系列通过采用限流pfm技术,将纹波电压控制在10mv以内。由于xcs921a不使用额外的滤波电路直接为蓝牙芯片供电,简化了电路的设计并降低了生产成本。 图3:xcs921a典型电路。
    
    
    
    
     图1:蓝牙耳机系统架构。
    
     在经过一段时间的沉寂后,从2003年底开始,蓝牙市场开始复苏,不仅在手机上配置蓝牙(相信不久蓝牙将同照相机一样成为手机的标准配置),在笔记本电脑、汽车、mp3上也开始内置蓝牙技术。 在争夺蓝牙解决方案的竞争中,英国的csr(cambridge silicon radio)公司作为sig联盟的初期成员之一,到今年9月份,csr的蓝牙芯片出货量合计突破5千万片,诺基亚、ibm、摩托罗拉以及索尼等都成为csr的客户,成为蓝牙方案的主要提供商。 csr的设计特点是将射频芯片和基带控制芯片集成在一块6×6mm的芯片上,所以对周边元器件的要求相当高,其中对电源控制芯片的主要要求是:瞬态响应好,抑制噪音能力强;外型小。目前,csr蓝牙方案的电源控制芯片主要选自日本torex公司,以销量最大的bluecore2蓝牙耳机方案(图1)为例,选用的是xcs621b(ldo)+xcs921a(dc/dc),其中xcs621b用于麦克风的偏压电路,xcs921a用于蓝牙芯片的供电。图2:麦克风偏压电路。 在耳机应用中对控制噪声的要求是非常严格的,特别是人耳能听到的20hz~20khz的频段范围,而且由于蓝牙工作的频段2.4ghz是一个开放频段,所以要求电源芯片有很高的抑制噪声能力。从图2的麦克风偏压电路来看,csr采用了xcs621b高速ldo系列,该系列ldo具有突出的抑制噪声能力(>75db@1khz、>70db@10khz),因此可以比常规产品省略1个过滤噪声的旁路电容,有利于成本控制以及电路外型控制。 从图3的蓝牙芯片供电电路来看,最大的变化是用dc/dc取代了ldo。由于ldo供电的效率不高,有相当大的电能会被浪费,为了延长电池的使用时间,在最新的设计方案中推荐使用dc/dc转换器xcs921a系列。该系列采用同步整流技术,内置了p沟道和n沟道mos管,供电效率可以达到90%以上。另外,为了控制dc/dc所产生的噪声,xcs921a系列通过采用限流pfm技术,将纹波电压控制在10mv以内。由于xcs921a不使用额外的滤波电路直接为蓝牙芯片供电,简化了电路的设计并降低了生产成本。 图3:xcs921a典型电路。