1、蓝牙耳机系统电路设计方案时间： 2012-08-10 16:13:19 来源： 作者：引言Bluetooth(蓝牙技术)是由爱立信、诺基亚、摩托罗拉、英特尔、 IBM 和日立等信息技术公司发起的一种短距离无线通信协议标准。由于 Bluetooth 技术具有低功耗、抗干扰能力强、适用于多种通信场所以及集成电路相对简单，因此蓝牙技术作为一种替代有线电缆的无线接口技术具有广阔的市场前景.蓝牙技术正成为移动电话、 PDA、MP3player 和电脑中的标准配置，蓝牙技术主流应用之一是通过蓝牙耳机欣赏上述产品蓝牙接口发送出来的高品质音乐和实现免提通话，然而技术的普及速度除了与技术本身的先进与否有关外，还
2、与实现成本的高低密切相关，市场上的蓝牙耳机价格少则几百，多则上千元，而移动电话本身价格大多也不过千元，蓝牙耳机的相对高价位导致了它的市场普及速度和广度远低于移动电话，本文正式根据这一 XIAN，基于 CSR 蓝牙芯片 BC358239A 提出了一种低成本蓝牙耳机电路设计方案，对蓝牙耳机的普及必将起到重要作用。一.蓝牙耳机架构和芯片介绍图一 蓝牙耳机的结构应用到蓝牙耳机的芯片除了低成本、低功耗、外围电路简单以外，提供的软件开发工具齐全以及芯片封装小也很重要，下面对蓝牙耳机的主要芯片作简要介绍。1.BC358239A 介绍：BC358239A 芯片频率范围 2.4022.480Ghz, 发射功率可
3、高达+4dB，内置有 8 比特DAC(数模转换器 )可自动调整发射功率 ,无需外部 BALUN(平衡不平衡转换器和功放即可符合蓝牙 V1.2 规格;0.1%BER( 比特误码率)时典型接收灵敏度-85dB;全集成的频率合成器，可支持 840Mhz 外部时钟输入又可外接 CRISTAL(晶振 );内部集成 DSP(数字信号处理器)速度可达 32MIPS,32bit 指令字，24bit 数据存储器，内置 4K 字程序存储器，两个 8K 字数据存储器，足以支持耳机应用软件设计需要;片上 LDO(低压差线性稳压器),支持 u-law 和A-law 语音代码转换，支持 I2S 又支持 PCM 语音接口，
4、 深度睡眠模式功耗不超过10uA;10x10mm 的 LFBGA 封装,只需较小的 PCB 尺寸。 BC358239A 内部结构见图二。图二 BC358239A 内部结构此外 BC358239A 还有内置 LDO，其输出电压 1.8V，其最大输出电流可达 70mA，完全可满足蓝牙芯片自身需要。BC358239A 的蓝牙的软件架构具备相当的灵活性，蓝牙应用程序可以运行于BC358239A 外部，也可由内部 RISC 处理器处理。2.WM8731 介绍WM8731 是 WOLFSON 公司推出的一款适合于语音应用的 CODEC(编码解码器)，它能为自身的 MIC(麦克风) 输入提供偏置电压，内部有
5、两组 ADC(模数转换器)和 DAC(数模转换器)，其抽样频率从 8KHz 到 96KHz.串行控制接口可选择为两线制和三线制。其音频接口可通过编程设置为 I2S 或 PCM 接口形式。28Pin5x5x0.9mm 的 QFN 封装，特别适合对 PCB 面积有限制的应用。功耗极低，应用 PCM 接口通信时电流自由 20mA 左右，寄存器的正确设置可使待机功耗保持在 15uA 以下。图三 WM8731 内部框图3.充电芯片 SC805 和 LDO RT9169-3.3SEMTECH 公司的 SC805 是一款功能强大的 CCCV(恒流恒压) 充电芯片，可编程的预充、快充和中止充电电流，使得它既可
6、和 PMU(电源管理 )芯片组合成充电管理电路，也可单独作为锂电池充电控制芯片。热保护、过流保护、电池充电电压精度可达 1%使得它安全可靠; 输入电压范围从 3V 到 6V，充电电流最大可达 1A，3x3mmMLP 封装，适合消费类电子使用。RT9169-3.3 是 RICHTECH 公司生产的 100mA 低噪声 3.3VLDO,它具有较低静态电流(低达 4uA)，较高的纹波抑制比，符合蓝牙耳机 WM8731 和蓝牙芯片内部 LDO 对电源的要求。二.电路设计和软件设计要点耳机电源的开关和音量调节可利用蓝牙芯片 BC358239A 的 PIO 口; 从 RT9169 输出的 3.3V 电源送
7、到蓝牙内置 LDO 输入端时注意在输入端加适当的去偶电容，蓝牙芯片的VDD_ANA(内置 LDO1.8V 输出端)须加上去偶电容，以防止送到蓝牙芯片的电源引入干扰导致蓝牙 RF 频偏过大，与此同时蓝牙外接的 Cristial(晶振) 精度要求至少 10PPM,否则也会影响蓝牙 RF 指标。WM8731 的电源输入端 HPVDD、DCVDD、DBVDD 和 AVDD 都可用 LDORT9169的 3.3V 输出，在 WM8731 的电源端加上适当去偶可以改善 WM8731 输出的音频品质;WM8731 时钟可利用蓝牙芯片的 AIO3 引脚的可编程时钟输出。 WM8731 与 BC358239A的
8、 PCM 接口相连时 WM8731 的 ADCLRC 和 DACLRC 同时连接蓝牙 PCM_SYNC。BCHS(BluecoreHostSoftware)是 CSR 为客户提供蓝牙产品设计提供的开发软件，BCHS 和蓝牙的协议栈共同组成了蓝牙产品的软件解决方案。蓝牙耳机的软件架构可参考图四图四 蓝牙耳机软件架构图四中 VMApplicationsoftware(虚拟机器应用软件)包括 TCS(电话控制协议) ，它定义了蓝牙耳机建立语音和数据呼叫的控制信令，定义了处理蓝牙 TCS 设备群的移动管理进程;应用程序功能包括通过 I2C 总线写 WM8731 寄存器控制耳机音量，电池低电压报警等功能。结论蓝牙耳机的低成本解决方案总是与蓝牙和语音解码芯片的价格降低相伴而生，随着蓝牙接口在移动电话、PDA、MP3player 和电脑中的迅速普及，蓝牙耳机取代有线耳机已成为技术发展的必然趋势
