基于FM1083的免提通信产品系统设计

　　引言

　　---随着通信产品的不断小型化，对系统的成本和空间限制也越来越多。扬声器的体积变得越来越小，麦克风与扬声器之间的距离不断缩短，使得回声愈发难以消除。在商业区、汽车内、地铁等复杂的使用环境中，环境噪声严重影响了通话质量。如何在PDA、笔记本电脑、免提手机等小型系统中实现全双工免提功能，并保证足够大的音量，已经成为难题。

　　---FM1083是美国富迪科技(Fortemedia)公司推出的用于回声消除、噪声抑制、远端拾取声音信号的低功率芯片，本文将介绍小型免提通信产品的设计要点、FM1083主要功能和典型应用。

　　设计要点

　　---模具外壳、麦克风和扬声器关系到整个系统的免提性能。回声的产生有声学传播和机械振动两种方式，从频谱的连续性来看，回声又分线性和非线性两种。在模具设计阶段，应考虑要尽量减小麦克风拾取的线性回声，减小扬声器和外壳的非线性振动。麦克风应该设计独立的腔体，注意外壳的前后盖的配合，否则回声会增大。扬声器应充分固定，在扬声器与外壳之间加减振垫圈。

　　---FM1083支持一个单指向或全指向麦克风和两个阵列麦克风，阵列麦克风由全指向和单指向麦克风组合而成。在使用一个麦克风的应用中，应该使麦克风拾取远端(FE)的声音即回声与近端(NE)讲话的信号差值尽量小。设定麦克风拾取的近端讲话信号(signal of near end)SN为10mVpp时，麦克风拾取的回声信号(signal of echo)SE为40mVpp，回路增益为20dB，线路输出的幅度为100mVpp，在没有回声消除的情况下回声将达400mVpp，根本无法通信。为了消除回声，至少要使回声比有用信号小两个数量级，即要将回声减小40dB以上(回声将小于4mVpp)，才能不影响有用信号。采用FM1083和两个阵列麦克风的系统最大可以消除65dB的回声，使通信清晰流畅。对于两个麦克风的应用，应该使主麦克风M1、参考麦克风M2所拾取远端(FE)的声音即回声保持一定差值，M1、M2拾取回声与近端(NE)讲话的信号有一定的差值，M1、M2所拾取的近端(NE)讲话的信号差值应尽量小。M1和M2拾取的回声的频谱在带内不能重合。

　　FM1083的主要功能及特点

　　---FM1083专为移动手持设备设计，内置的两个DC/DC转换器分别为CODEC和DSP提供电源，1.8V工作时的功耗小于30mW，数字电路部分支持1.8～3.6V的宽电压，内置D类功放，差分输出可直接驱动扬声器。多媒体编解码接口(CODEC Host Interface)直接与蓝牙1.1和1.2接口连接。具有两个麦克风输入，内置可编程增益输入输出放大器(-6dB～+26dB)，适应不同灵敏度的麦克风。远端拾取时，麦克风与使用者的距离是0.6m，最大可以达到5m。模拟信号支持直通模式，以提高保真度。回声消除范围为45～60dB，支持动态范围压缩和非线性回声消除，适合于小型喇叭在大功率输出时的过载。麦克风和扬声器之间最小距离可以达到40mm，噪声抑制为13～18dB，可适用于嘈杂的环境。采样速率为8kHz，支持4.096MHz和13MHz时钟，具有缺省/EEPROM/UART微处理器控制三种工作方式。