蓝牙耳机电路设计（详细解释了两个模拟电路设计原理图）

蓝牙技术正在成为手机，PDA，MP3播放器和计算机中的标准配置. 蓝牙技术的主流应用之一是通过蓝牙耳机欣赏上述产品的蓝牙接口发送的高品质音乐，并实现免提通话. 除了技术本身的进步外，渗透速度还与实施成本水平密切相关. 市场上蓝牙耳机的价格从几百元到上千元不等，而手机本身的价格大多不到千元. 蓝牙耳机的相对较高的价格导致其市场渗透速度和广度大大低于手机. 本文正式提出了基于XIAN的低成本CSR蓝牙芯片电路设计方案，该芯片基于CSR蓝牙芯片BC358239A，对蓝牙耳机的普及必将起重要作用.

图1蓝牙耳机的结构

除了低成本蓝牙耳机电路原理图，低功耗和简单的电路外，蓝牙耳机中使用的芯片对于提供完整的软件开发工具和小型芯片封装也很重要. 以下是蓝牙耳机的主要芯片的简要介绍.

BC358239A芯片频率范围为2.402〜2.480Ghz，发射功率可达+ 4dB，内置8位DAC（数模转换器）可以自动调节发射功率，而无需外部BALUN（平衡不平衡转换器）功率放大器符合Bluetooth V1.2规范；在0.1％BER（误码率）下，典型接收灵敏度为-85dB；完全集成的频率合成器，可支持8〜40Mhz外部时钟输入和外部CRISTAL（晶体振荡器）；内部集成DSP（数字信号处理器）速度高达32MIPS，32bit指令字，24bit数据存储器，内置4K字程序存储器，两个8K字数据存储器，足以满足耳机应用软件设计的需求；片上LDO（低低压差线性稳压器），支持u律和A律语音代码转换，支持I2S和PCM语音接口，深度睡眠模式功耗不超过10uA； 10x10mm LFBGA封装只需要很小的PCB尺寸. 如图2所示. p>

图2 BC358239A的内部结构

此外，BC358239A具有内置LDO，其输出电压为1.8V，最大输出电流可以达到70mA，完全可以满足蓝牙芯片本身的需求.

BC358239A的蓝牙软件架构具有相当大的灵活性. 蓝牙应用程序可以在BC358239A外部运行，也可以由内部RISC处理器处理.

WM8731是适用于WOLFSON推出的语音应用程序的CODEC（编）. 它可以为其MIC（麦克风）输入提供偏置电压. 有两组ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）蓝牙耳机电路原理图，其采样频率为8KHz至96KHz. 串行控制接口可以选择为两线制和三线制. 可以通过编程将音频接口设置为I2S或PCM接口. 28Pin5x5x0.9mm QFN封装特别适合于PCB面积受限的应用. 功耗极低，使用PCM接口通信时电流约为20mA，正确设置寄存器可使待机功耗低于15uA.

图3 WM8731的内部框图

SEM805的SC805是功能强大的CCCV（恒定电流和恒定电压）充电芯片. 可编程的预充电，快速充电和停止充电电流使其可以与PMU（电源管理）芯片结合进行充电. 该管理电路还可以单独用作锂电池充电控制芯片. 热保护，过流保护，电池充电电压精度高达1％，使其安全可靠；输入电压范围为3V至6V，充电电流高达1A，采用3x3mm MLP封装，适合消费类电子产品使用.

RT9169-3.3是由RICHTECH生产的100mA低噪声3.3VLDO. 它具有较低的静态电流（低至4uA）和较高的纹波抑制比. 它符合蓝牙耳机WM8731和蓝牙芯片内部LDO的电源要求.

蓝牙耳机的核心是射频和基带处理. 为了适应功能的集成和设计的小型化，CSR和Broadcom等公司已经集成了射频和基带处理功能，例如CSR BlueCore4高度集成的蓝牙芯片. 最小包装尺寸为6×6mm. 整个耳机的电源管理设计需要更少的组件和高度集成，同时满足蓝牙芯片对负载响应和噪声抑制的要求.

图1: TC1303在蓝牙耳机上的应用电路

蓝牙耳机主要由锂电池供电，电压范围为2.7V至4.2V. 电池容量为90mAH至170mAH. 为了满足更长的通话和音乐播放的需求，电池容量逐渐增加. 此外，基于ARM或DSP内核的蓝牙芯片需要两组电源（例如1.8V和2.7V）分别为内核和I / O供电. 同时，麦克风还需要“干净”的偏置电压.

基于上述系统电源要求，Microchip推出了高度集成的小型电源管理解决方案，其中包括TC1303和MCP73855. 其中，TC1303是高度集成的电源转换芯片，MCP73855是高度集成的线性锂电池充电芯片. TC1303在3×3mm 10引脚DFN封装中集成了500mA同步降压转换器和300mA低压降LDO，并具有电压正常指示引脚（电源正常）. 它的标准固定电压输出组合（例如1.8V / 2.7V）恰好满足BlueCore2的电源要求. 图1显示了TC1303在蓝牙耳机上的应用电路.

图中的500mA同步DC / DC转换器集成了P沟道和N沟道MOSFET，使用2MHz的开关频率，转换效率达到92％以上. 高开关频率和PWM / PFM自动开关技术使工程师能够选择低至2.2μH的表面贴装电感器和陶瓷电容器，它们可以满足滤波和蓝牙芯片的纹波要求. 集成在TC1303中的LDO可以提供300mA的输出电流，而电压差仅为137mV. 为了进一步减少DC / DC开关噪声对电路设计的影响，在芯片设计期间将LDO电源接地引脚和DC / DC电源接地引脚分开，以确保可以将LDO输出提供给I / O部分. 和麦克风. 清洁”电压.

图2: MCP73855在蓝牙耳机设计中的应用电路

TC1303提供的电压正常指示引脚可以连接到蓝牙芯片的I / O，以监视电源电压的状态. 正常电压指示引脚可以检测DC / DC输出电压（TC1303A）或LDO输出电压（TC1303B），甚至可以分别检测这两个输出，以实现顺序上电，以满足不同蓝牙芯片的电源需求. MCP73855可提供锂电池充电管理功能. 片上集成MOSFET，电流检测电阻器和反向阻断二极管可提供最大400mA的充电电流，所需的充电电流可通过电路，充电状态指示器引脚可以驱动双色LED，以实现充电过程和充电结束的单独显示. 图2显示了MCP73855在蓝牙耳机设计中的应用电路.

TC1303和MCP73855的小尺寸封装（3×3mm）以及简单的电路构成了一种低成本，高性能，高度集成的蓝牙耳机电源管理解决方案，该解决方案也可以应用于最新的MP3立体声蓝牙耳机设计. 工程师可以使用它和蓝牙芯片来设计更舒适，时尚，易于使用且轻巧的蓝牙立体声耳机，使用户可以在移动时欣赏音乐，而不会错过任何通话.

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