當前主流的麥克風包括動圈式和電容式。動圈式麥克風利用電磁感應現象制成，當聲波使膜片振動時，連接在膜片上的線圈隨著一起振動，音圈在磁場里振動，其中就產生感應電流（電信號），感應電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個信號電流經擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發出放大的聲音；電容式麥克風內有兩塊金屬極板，膜片振動感應音壓，引起電壓的變化，將聲信號轉換為電信號。從設計原理不難發現，電容式麥克風將聲音直接轉換成電信號，更能展現原音，具有寬頻帶、快速響應、高靈敏度的優點，是專業領域及錄音師的首選方案。

 

電容麥克風的內部電路需要使用幻象電源來驅動，給電容板施加外部偏壓，幻象電源可由獨立的設備提供，也可以通過聲卡或調音臺提供，麥克風通過一條線纜接收電力同時發送聲音信號，供電無需單獨的電纜而是在信號線中，因此稱為“幻象”。

 

 

圖1. 幻象電源

 

本文介紹的是德州儀器推出的48V輸出的幻象電源應用。方案由DCDC升壓TPS61391和線性穩壓TPS7A4101兩部分組成，原理圖如圖2所示。TPS61391是一款700kHz PWM控制升壓轉換器，可將3.3V或5V的鋰電池、USB等輸入升高到48.5V；TPS7A4101是一款耐壓達到50V的LDO，將48.5V穩壓到48V并能顯著降低輸出電壓紋波。

 

圖2. 原理框圖

 

該幻象電源的設計方案具有以下優勢：

 

●     輸入3V到5V，適合單節鋰電池，USB接口等輸入。

●     48V穩定輸出，適合電容式麥克風的供電。

●     低噪聲，低紋波，在5V輸入，20mA負載下，最大紋波約4mV如圖3所示，，這相當于0.0175%的噪聲含量，足以滿足嚴苛的應用要求。

 

圖3. 最大輸出紋波

 

方案尺寸小，成本低：

 

●     TPS61391采用3mm × 3mm × 0.75mm的QFN封裝，內部集成開關FET。

●     相比市面其他的方案：例如需外置FET的升壓控制器，或者需增加倍壓電路的升壓變換器，TPS61391無需外置FET或增加倍壓電路，整體電路簡單。

●     TPS7A4101采用HVSSOP-8封裝且使用的輸出電容也較小，占用的電路板空間非常小。

 

 

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