智能手机与无线耳机间的通信大多使用Bluetooth，但有时可能会因通信不佳而发生跳音，必须采取对策。村田制作所希望能为您顺利设计助一臂之力。作为国内领先的电子元器件线上授权代理商，唯样商城有超10万种现货库存，2000万型号数据库，满足您的元器件正品现货采购需求！
01 前 言
最近，随着“边听音乐边运动”的情形的增加，无线耳机的人气也在飙升。
智能手机与无线耳机间的通信大多使用Bluetooth，但有时可能会因通信不佳而发生跳音，必须采取对策。
村田制作所希望能为您顺利设计助一臂之力。
02 设计时的烦恼
设计时的烦恼主要有2个：
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跳音对策必须要解决的是头戴式耳机设备内的干扰
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头戴式耳机中尤其如图1所示的左右分离的立体声无线头戴式耳机，安装面积受到限制。
图1. 设计时的烦恼
03 对头戴式耳机设备内干扰对策的验证
大多数案例显示发生头戴式耳机设备内干扰的原因是因为设备内不需要的电波与通信所需的信号重叠，成为杂音而发生跳音。
这里我们使用市售品，为了确认即便是Bluetooth，设计上有无设备内干扰对策在发生跳音容易度上的差别，测定确认了2.4GHz信号的最小接收电平。
从设备内干扰的观点来说，如果图表显示值大则即便信号微弱也能进行通信，不容易发生跳音。
确认到各种产品有各种电平，为什么会如此不同呢？
因为什么而产生如此的差距？
我们用观测到跳音多的产品A和不多的产品D进行了确认
图2. 跳音的測定
为了知道产品A和产品D的最小接收电平的不同，我们用天线观察了接收的噪声谱。用Bluetooth天线进行通信的信号流动，有噪声时发生通信故障。
图3.中左边是接收灵敏度好的产品D，右边是灵敏度差的产品A。
图3. 跳音测量结果的产品比较
图表中的红色是电源off状态的噪声电平，蓝色是叠行状态的噪声电平。
而在灵敏度差的产品A确认到具有数MHz左右频带的频谱（红色标记）。
由于Bluetooth在通信时进行跳频，在进行通信的全频带发生这样的噪声谱时，通信信号和噪声混合在一起，使得灵敏度变差。
为了查找红色标记的宽带噪声的原因，我们对产品D的基板表面的磁场分布进行了测定（图4）。
图4. 产品D的基板表面的磁场分布进行了测定
由于噪声发生源因耳机和状况而不同，故实际采取噪声对策时，预先确定有效降噪的电路部位十分重要。
图4右边是频率固定在2.4GHz时的磁场分布强度的结果。红色部分表示磁场强，Bluetooth的RF-IC、尤其是DC-DC转换器电路部分磁场强度强，可能是有效的噪声对策部位。
此噪声是在内部生成电源时的开关噪声，估计开关频率的高次谐波为2.4GHz带为止会发生。
下面就对策方法做一下介绍。
即按照图5所示的测定环境进行测定，对Bluetooth天线耦合的噪声进行测定的结果。观测到极大的噪声，需要降低电平的噪声对策。
图5. 对Bluetooth天线耦合的噪声进行测定的结果
对策方法
采取Bluetooth的噪声对策时，
对策部位有两处。
一个是电源线路，
另一个是时钟线路。
电源线路因开关而产生高次谐波，时钟信号的高次谐波达到2.4GHz带，故对Bluetooth信号来说都成为噪声。有效的降噪对策是滤波以抑制噪声的传导。
荐 村田已将2种旨在去除2.4GHz带噪声的滤波器商品化。
一个是用于电源线路的BLF02RD、LQZ02HQ，另一个是用于时钟线路的LQZ02HQ系列。
铁氧体磁珠/阻抗型滤波器BLF02RD
LC陷波器LQZ02HQ
下面分别介绍它们的特性。
表1和图6中的图表是这次噪声对策所用的BLF02RD、LQZ02HQ具有代表性的电气规格和插入损失频率特性。
表1.电气规格
图6. 插入损失频率特性
电源线路、时钟线路成为较大噪声源的案例很多，对这些电路部位适当使用滤波器很有效。
04 测定结果（天线耦合噪声）
这是Bluetooth通信时天线耦合的噪声谱的测定结果。
在电源线路插入了BLF02RD。窄带噪声能改善5dB左右，确认了BLF02RD有降噪功效。
图7. 电源线路:BLF02RD的测定结果
同样在电源线路插入了LQZ02HQ。同样确认了对窄带噪声能改善约5dB。
图8. 电源线路:LQZ02HQ的测定结果
接着是在时钟线路插入LQZ02HQ时的波形和噪声谱。
由于低频的衰减特性小，LQZ02HQ能维持信号品位，只去除有问题的2.4GHz带的频谱。
因此是时钟之类的信号线路的有效对策。
图9. 时钟线路:LQZ02HZ的测定结果
05 总结
