在上一期內(nèi)容中，我們圍繞智能音箱的核心交互部件 —— 按鍵，深入解析了其ESD（靜電放電）防護(hù)需求與針對性解決方案，明確了ESD 防護(hù)對保障智能音箱穩(wěn)定運行的重要性。智能音箱中需部署ESD防護(hù)的部件遠(yuǎn)不止按鍵。

本期將聚焦實現(xiàn)“語音交互”與“音頻輸出”的核心部件——麥克風(fēng)與揚聲器，進(jìn)一步探討二者的ESD防護(hù)要點與具體方案。

智能音箱是從傳統(tǒng)音箱升級而來的新型產(chǎn)品，它是由傳感器、IC芯片、鋰電池、外設(shè)配件等電子元件組成，除基礎(chǔ)的音樂播放功能外，它還集成了查詢天氣、語音控制、出行玩樂信息檢索等網(wǎng)絡(luò)功能，其中語音識別是最核心的技術(shù)亮點。

智能音箱的工作原理

智能音箱的正常運行依賴于各電路模塊的協(xié)同工作，其核心模塊及功能分工如下：

圖為 智能音箱的工作原理

麥克風(fēng)和揚聲器的ESD防護(hù)必要性

麥克風(fēng)與揚聲器是智能音箱實現(xiàn)“輸入-輸出”聲學(xué)交互的關(guān)鍵載體：麥克風(fēng)負(fù)責(zé)將外界語音信號轉(zhuǎn)換為電信號，為語音識別提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；揚聲器則將處理后的電信號還原為聲音信號，實現(xiàn)音樂播放、指令反饋等功能。

二者均具備“與外部環(huán)境直接接觸”的共性——麥克風(fēng)需通過拾音孔采集聲音，揚聲器需通過出音孔傳遞音頻，這種安裝特性使其成為靜電攻擊的高危部件：人體接觸音箱表面時的靜電、環(huán)境中懸浮的靜電均可能通過開孔侵入內(nèi)部電路。一旦遭受靜電干擾，輕則導(dǎo)致麥克風(fēng)收音失真、揚聲器音質(zhì)嘈雜，重則直接燒毀內(nèi)部元件，造成部件永久性失效。因此，為麥克風(fēng)與揚聲器配置可靠的ESD防護(hù)措施至關(guān)重要。

麥克風(fēng)和揚聲器的ESD防護(hù)方案

結(jié)合麥克風(fēng)與揚聲器的工作參數(shù)差異及ESD防護(hù)需求，我們?yōu)槎叻謩e匹配了適配的防護(hù)芯片：

麥克風(fēng)：工作輸出電壓為5V，電流為0.5A，其信號傳輸對干擾較為敏感，需兼顧防護(hù)性能與信號穩(wěn)定性，最終選用TT0501SA作為防護(hù)器件。

揚聲器：額定功率為60W，工作電壓更高，對防護(hù)器件的電壓耐受能力要求更嚴(yán)格，因此選用TS1211PB作為防護(hù)器件。

圖為 麥克風(fēng)的ESD保護(hù)電路

圖為 揚聲器的ESD防護(hù)電路

如下表所示為ESD保護(hù)芯片的參數(shù)一覽

與按鍵類似，麥克風(fēng)與揚聲器作為智能音箱的核心功能部件，其ESD防護(hù)效果直接影響設(shè)備的使用體驗與使用壽命。針對不同部件的工作參數(shù)與使用場景精準(zhǔn)選型防護(hù)器件，是抵御靜電威脅的關(guān)鍵。

從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，未來智能音箱的接口功能將朝著更豐富、更一體化的方向演進(jìn)，這也將推動ESD防護(hù)技術(shù)向集成化發(fā)展——通過一體化的防護(hù)方案，簡化設(shè)計流程、提升防護(hù)效率，為智能音箱的穩(wěn)定運行提供更全面的保障。

晶揚電子 | 電路與系統(tǒng)保護(hù)專家

深圳市晶揚電子有限公司成立于2006年，是國家重點專精特新“小巨人”科技企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)、深圳知名品牌、廣東省制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品、深圳市制造業(yè)單項冠軍企業(yè)，知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)，建成廣東省ESD靜電保護(hù)芯片工程技術(shù)研究中心，榮獲中國發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎金獎等。是多年專業(yè)從事IC設(shè)計、生產(chǎn)、銷售及系統(tǒng)集成的集成電路設(shè)計公司，在成都、武漢和加拿大設(shè)立有研發(fā)中心，擁有超百項知識產(chǎn)權(quán)和專利，業(yè)內(nèi)著名的“電路與系統(tǒng)保護(hù)專家”。為各類電子產(chǎn)品提供全方位、全覆蓋的靜電保護(hù)、高邊開關(guān)等保護(hù)方案。

主營產(chǎn)品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、工業(yè)&車規(guī)傳感器、高邊開關(guān)（HSD)芯片、電流傳感器、汽車開關(guān)輸入芯片等。