助听器EMC方案

原创 韬略科技EMC 2022-11-08 15:03

引言

随著人口结构的老化,听力障碍的患者愈来愈多。根据统计,六十五岁以上的人口中,至少有四分之一到六分之一有听力方面的问题。

助听器是一种提高声音强度的装置,可以帮助某些耳聋患者,充分利用残余听力,进而补偿聋耳的听力损失,是帮助聋人改善听力的有效工具。因此助听器成了老年人的随身品,它的EMC问题也原来越被重视。

助听器简介

助听器是一个小型扩音器,把原本听不到的声音加以扩大,再利用听障者的残余听力,使声音能送到大脑听觉中枢,而感觉到声音。

图1: 助听器功能模块

所有的助听器包括5个部分,话筒、放大器、接收器、电源和音量开关。话筒是将机械声能转化为模拟弱电流的转换器,放大器使话筒产生的弱信号幅度增大,接收器将放大的电信号转换为声能。电源提供放大过程中,所需要的电力音量,控制开关调节耳机音量大小。

助听器主要EMC问题

图2: 助听器主要EMC问题点示意图

问题1   辐射发射;

问题2   助听器端口及按键缝隙的静电问题(重点);

问题3   电源纹波影响音质。


主要EMC问题点解决方案

(一)辐射发射问题

1.时钟电路引起的噪声

解决方案:

(1)时钟电路必须有良好的地层回流;

(2)时钟电路应布置在PCB中央,不能靠近电缆和接口;

(3)避免直角走线、走线粗细保持一致;

图3:时钟电路走线不合理示意图

(4)在晶振上增加展频。

图4:晶振增加展频示意图

图5: 增加展频前后效果对比图

2.接口电路和电缆引起的辐射噪声放大

解决方案

(1)接口电路远离时钟、复位等敏感信号线;

(2)做好接口滤波电路,注意滤波器输入、输出信号线不能相互平行、交叉走线。

图6: 接口电路摆放示意图

(二)静电问题

解决办法

1.优化结构 ,把静电堵在产品外部。     

(1)减小外壳缝隙,放置静电进入产品内部,主要是按键与外壳的缝隙;

图7: 助听器外部缝隙

2.优化电路,增加TVS静电管 ,把静电疏导到产品地上。

图8: 助听器端口增加TVS示意图

3.优化PCB“地”。

(1)PCB有完整的地层为静电提供泄放路径;       

(2)PCB外围有一圈地,防止静电直接干扰敏感信号。

(三)电源纹波

图9: DC-DC输出增加BDL滤波器示意图

图10: BDL滤波器和电容纹波对比示意图

效果:在DC-DC输出位置增加BDL滤波器,纹波只有传统的电容滤波1/28,纹波处理效果非常明显。

总结

本文详细分析了助听器的常见EMC问题点以及解决方案,希望对做助听器的工程师有所帮助!

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