任务介绍

本次任务是第三期的任务一，实现一个模拟麦克风模块的设计，需要选择一款模拟麦克风，搭配放大器和滤波器模块，能够由基于RP2040的MCU核心板自带的ADC进行采集，这里主要还是需要进行放大，很多模拟麦克风的输出都是比较小的，发达后的信号才能够正常的采集，板卡尺寸要求小于35mmx18mm，实际上最终的尺寸主要也是取决于麦克风传感器的尺寸，我们需要在得捷上找到一款麦克风传感器，搜索麦克风的第一个就是CMA-4544PF-W。

模块介绍

本次根据任务选择设计一个模拟麦克风模块，我们选择的麦克风传感器是CMA-4544PF-W，这是一款20 Hz ~ 20 kHz 模拟 麦克风，主要类型是驻极体电容，3 V ~ 10 V 全向 (-44dB ±2dB)。需要一个放大驱动芯片选择的是MAX9814，MAX9814是一款专为音频采集应用设计的低成本高性能麦克风放大器，集成自动增益控制（AGC）与低噪声麦克风偏置功能，采用紧凑式封装方案。该器件内置低噪声前置放大器、可变增益放大器（VGA）、输出缓冲放大器、麦克风偏置电压发生器及AGC控制电路，形成完整的信号调理链路。其低噪声前端采用专利架构，在20kHz带宽下实现仅12nV/√Hz的输入参考噪声，配合高达60dB的可变增益范围，可有效捕捉微弱音频信号并抑制背景噪声。AGC控制电路通过连续监测输出电平，以数字控制方式动态调整VGA增益，确保输出信号稳定在预设范围内，避免削波失真。器件支持单电源供电（2.7V至5.5V），提供1.5mA典型工作电流，兼容驻极体麦克风偏置需求（2.0V可调）。集成式输出放大器具备低失真特性，可直接驱动后续ADC或音频处理单元。该芯片广泛应用于便携式设备、语音识别系统、安防监控及车载音频等领域，在保持高性能的同时实现成本优化，其自动增益控制特性显著简化了系统设计复杂度。

CMA-4544PF-W传感器DigiKey链接： https://www.digikey.cn/zh/products/detail/same-sky-formerly-cui-devices/CMA-4544PF-W/1869981

MAX9814ETD+T芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc-maxim-integrated/MAX9814ETD-T/1703775

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

我们参看MAX9814的外围推荐电路进行基本的设计，预留了配置引脚，通过详细偏置电压可以将C6直接连接0Ω电阻导通，直接输出。

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

管脚定义

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。

我们添加了本次使用的新物料：

物料添加展示图

项目详情图

心得体会

通过本次任务的扩展多做几个传感器模块，本次做的是一个模拟的麦克风模块，重点要注意的就是输出的模拟量，可以通过后续的adc检测到变化，本次用的是一个驻极体电容类型的传感器，属于技术非常成熟的传感器，通过对模块尺寸的定型和考虑开始，到器件的选型，逐步体验设计的全流程！