任务介绍
本次任务为第三期任务一,旨在设计一款模拟麦克风采集模块。模块需集成模拟麦克风传感器、低噪声放大器,支持外部MCU内置的ADC实现音频信号数字化采集。核心需求在于对麦克风输出的微弱电信号进行高增益放大,确保信号幅度满足ADC量程要求。设计时需优先选择小型化封装的模拟麦克风,其物理尺寸将直接影响最终板卡尺寸(目标≤35mm×18mm)。信号调理路径需包含:麦克风输出级→低噪声前置放大→ADC输入。关键器件选型需在Digi-Key平台完成,同时确保放大器与滤波器组合后的总增益可覆盖ADC动态范围。
模块介绍
本次设计的传感器模块基于S15OT421-017传感器为核心构建的拟麦克风采集模块,这是一款超小体积的MEMS麦克风。放大器增益为66,当没有检测到声音时,输出电压在1.5V左右浮动,在说话时通过ADC采样可以很容易看到声音的波形。兼容3.3V-5V供电,通过板载的DCDC进行电压转化,这样就可以支持多种主控MCU了。
S15OT421-017麦克风DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/goertek-microelectronics-inc/S15OT421-017/16002972
LMV321ILT芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/LMV321ILT/1003361
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
类型 | 模拟麦克风模块 |
核心芯片 | S15OT421 |
板卡尺寸 | 20mm x 15mm |
供电电压 | 3.3V-5V |
输出信号 | 模拟信号 |
管脚定义
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
I/O | OUT | 1 |
P | VCC | 2 |
P | GND | 3 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次选择了一个比较小的麦克风,这样就可以让模块的板子尽量的小,采用的是和之前比较相似的版型,这次就尽可能的把每次的板卡都做成这么大,做成一个系列也挺不错多的,接下来继续进行这方面的探索,把模块的功能尽量完善,感谢这次的活动,对硬件工程的帮助非常大!