聊一聊耳机串扰-Crosstalk
作为一名手机基带硬件工程师或者手机音频硬件工程师,共同避免不了的一个音频词汇:crosstalk-串扰。当播放某一声道音源时,会耦合到另一声道的通路上。目前很多网络歌曲以及短视频音乐基本都是立体声。很多场景的声音并非左右声道一起发声,而是左右切换着出声,给人一种不一样的感觉。如果此时串扰严重,则会存在当左声道播放某一段音频文件时,右声道也会播放一些不必要的信号,反之亦然。其严重影响了产品的听感。
电路以及计算公式
如上图所示,R1、R2:左右耳走线及功率放大器输出阻抗的等效阻抗;RL、RR:左右耳喇叭的等效阻抗;R3:左右耳公共地阻抗。
假设R1=R2,RL=Rr,串扰的计算公式为
由此可见串扰主要与通路上的等效电阻相关性较大,与输入电压无关;R3越小,R1/R3、RL/R3值越大,串扰性能越好。往往RL基本是固定值,R1增大,负载功率会变小。
R3主要由三部分组成 1)通路磁珠的DCR 2)通路耳机座的GND到REF pin的之前就的走线阻抗 3)耳机座的PIN阻抗。
在布局方面,耳机通路小料就近耳机座摆放。3.5mm耳机方面的AUD_REF尽可能的宽,从而减小地上的等效阻抗,建议在0.4mm以上。同时左右声道的走线方式GND-L-AUD_REF-R-GND.
个别带FM功能的产品,在选择磁珠时,建议DCR较小的,且越小越好。否则会引起公共地阻抗偏大。如果走线以及选型较好的话,3.5mm耳机的crosstalk在32R的耳机下可以测到-60db以上。根据前述公式,也可以得出如果耳机阻抗RL Rr越大,crosstalk也会表现的越好。
然而随着舆论以“3.5mm耳机手机很难做防水”的谎言打压3.5mm时,市面上越来越多的type c耳机,其与充电口共用一个口,这也导致了用户在使用有线耳机以及数据线时只能二选一。
在模拟耳机电路中
其通过开关DP/DM信号切到R/L声道,SBU1/SBU2切到MIC/GND信号。
与3.5mm耳机方案相比,耳机声道通路多了一个切换开关,且开关不可避免的存在阻抗,进而使得type c耳机在crosstalk方面表现的比3.5mm较差一些。
在物料选型方面,type c耳机方案的磁珠与3.5mm耳机方案要求一样,希望DCR尽可能的小。走线方面要求sbu1/sbu2尽可能的宽,尽量在0.4mm以上,同时SBU1与SBU2要等宽,可以选择GSBU1-SBU1-SBU2-GSBU2方式走线。如果不等宽则会表现出,正反插type c耳机的左右声道crosstalk值不一致。