用于FM接收的耳機天線
Si484x FM接收機支持耳機天線。長度為1.1~1.45米的耳機天線可以應用在FM接收機中，因為這個長度接近FM波長的一半（FM波長大約是3米）。
1. 耳機天線的設計
典型的耳機線須包含有3根（2根音頻線和1根公共線）或更多的導線。Si484x輸出的左右聲道信號，經過耳機功放驅動后，連接到耳機的左右聲道音頻線上，而耳機的公共線可作為音頻返回通路和FM天線。耳機中的其它導線可能是用于麥克風，開關或者其它功能。在某些應用中，FM天線是耳機線中一根獨立的導線。圖9所示為典型耳機天線的應用電路。
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圖9. 典型耳機天線的應用電路
2. 耳機天線原理圖
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圖10. 耳機天線原理圖
耳機天線的應用至少需要器件LMATCH，C4，F1，和 F2。ESD保護管和耳機功放一般也是收音芯片電路所需要的器件。
LMATCH 為匹配電感，選擇正確的電感值，可以在整個FM波段上獲得最大的電壓增益。LMATCH 在100MHz的Q值應不小于15且其直流阻抗盡量小。
C4 為交流耦合電容，起到隔直的作用。LNA輸入電容為4~6 pF，為盡可能減少由C4引起的損耗，C4取值要盡可能大，推薦值為100pF ~1nF。
磁珠F1和F2放在耳機功放和耳機之間，提供低阻抗的音頻通路和高阻抗的RF通路。除了FMI和用作天線的耳機公共線，其它的耳機導線連接處都要加磁珠，如左右音頻線，麥克風音頻線，開關線等。如圖10所示的例子中，左右音頻線的連接點處都加了磁珠。磁珠應選用100MHz時阻抗為2.5 k或者阻抗更大的磁珠，比如 Murata 的BLM18BD252SN1。100 MHz時的高阻值磁珠可以最大化RSHUNT和RP。參考“AN383：Si47xx Antenna, Schematic,Layout, and Design Guidelines”附錄A“FM Receive Headphone Antenna Interface Model”，可詳細了解RSHUNT, RP等的詳細解釋。
如果設備的ESD要求超出了耳機功放和Si484x的ESD級別，推薦使用ESD保護二極管D1、D2和D3。ESD保管二極管的結電容最好小于1pF，比如California Micro Devices的CM1210，此二極管的小結電容值可以最小化CSHUNT和CP。如果D1和D2的結電容大于1pF, 需要將其放置在磁珠F1/F2和耳機功放之間來減小CSHUNT，當然，這樣會減小ESD保護的效率。D3的位置不能改變，所以該二極管的結電容要小于1 pF。每個ESD保護二極管封裝里都包括兩個二極管，分別保護正負ESD沖擊。
C9、C10（125 µF）為交流耦合電容，起到隔直的作用。
R5、R6 為可選的放電電阻，在耳機拔出后，用來使交流耦合電容C9，C10放電。
C5、C6為可選的高頻旁路電容，放置在耳機功放輸出的左右音頻線上，減少串到天線的數字噪聲，其推薦值為100 pF或者更大。設計者在選用該電容值時，要確認耳機功放有足夠的驅動能力，允許輸出端并接這樣的電容。
上述原理圖使用了National Semiconductor的耳機功放 LM4910，LM4910器件規格書中推薦使用R1~R4、C7、C8。左右音頻聲道放大器放大倍數為R3/R1
和R4/R2，可以通過改變電阻R3和R4的阻值改變放大倍數。根據耳機本身具有的電聲增益，通常推薦設置耳機功放的放大倍數為0.6~1.0。交流耦合電容C7
、C8和電阻R1、R2分別組成高通濾波器，設置音頻放大器的低頻率門限。左右音頻放大電路的高通濾波器拐點頻率計算如下：
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公式2. 高通濾波器拐點頻率計算
使用圖10中的器件，根據公式2可以計算出，耳機功放的拐點頻率大概為20 Hz.
C1 是LM4910的電源旁路電容。LM4910的第3腳是低電平關斷使能腳，加低電平給第3腳時，可以關斷LM4910。LM4910的第3腳的低電平門限值為0.4V
，高電平門限值電壓為1.5V。
圖10對應的BOM如表10所示。對于電阻電容的供應商，用戶可自行選擇。
3. 耳機天線電路原理圖
BOM表10.耳機天線BOM
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4. 耳機天線PCB Layout
匹配電感LMATCH和耳機插座J24應靠近放置，同時遠離噪聲源，如時鐘，數字電路等等。
為了最小化CSHUNT和CP，磁珠F1、F2盡可能靠近耳機插座。
為了最大化ESD管的保護效率，二極管D1, D2和D3盡可能的靠近耳機插座。如果D1、D2的結電容大于1 pF, 需要將其放置在磁珠F1/F2和耳機功放之間來減小CSHUNT。
收音機芯片盡可能的靠近耳機插座，減少芯片到耳機插座間的走線長度，并使走線寬度變窄，盡可能的遠離GND平面，減小走線的電容 CPCBANT。另外也要減少該走線上的過孔，只在頂層或底層走線。該走線附近不應鋪銅，也不需要一定設計成50 。
為了減少串到天線的數字噪聲, 高頻旁路電容C5、C6 可以放置在耳機功放輸出的左右音頻線上。推薦值為100 pF或者更大。但是用戶在選用電容時，要確認耳機功放是否有足夠的驅動能力，允許輸出端并接這樣的電容。
5. 耳機天線設計檢查明細
天線長度應為 1.1 ~1.45米。
使用匹配電感 LMATCH ，提升整個FM波段信號強度。
匹配電感 LMATCH Q值不小于15，且直流阻抗盡可能小。
匹配電感 LMATCH靠近耳機插座，并遠離干擾源。
Si484x盡可能的靠近耳機插座，減少芯片到耳機插座間的走線長度。這樣可以減小線路的寄生電容CPCBANT和噪聲源對天線的干擾，以便得到最佳的FM
接收性能。
磁珠 F1、F2 應選用在100MHz時阻抗為2.5 k或阻抗更大的磁珠，以增大RSHUNT和Rp值。
磁珠 F1、F2 盡可能靠近耳機插座。
ESD二極管 D1~D3 應選用結電容值小的二極管。
ESD二極管D1~D3 盡可能靠近耳機插座，最大化ESD保護效率。
可選的高頻旁路電容放置在耳機功放輸出的左右音頻線上，減少串到天線的數字噪聲。 |
