基于QCC3040双Mic cVc通话降噪+ANC主动降噪TWS Mirroring耳机方案

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自从去年Apple Airpods 三代面试以来，ANC降噪功能已经成为高端TWS耳机的标配和卖点，渐渐的可能成为之后TWS耳机的标配功能。之前Qualcomm推出的ANC降噪耳机方案主要是QCC512x系列，这个系列方案价格相比其他家比较昂贵，没有办法争夺中端ANC耳机市场。

2019年下半年，Qualcomm推出高性价比的TWS ANC耳机方案QCC3040，相比之前的QCC512x系列，QCC3040简直就是为中低端ANC市场量身定制的一款方案，它是目前Qualcomm推出来的唯一一款内置Flash的TWS ANC耳机方案，QCC3040内置32Mb Flash，支持1 mic或者2 mic cVc，支持Feedforward、Feedback以及Hybrid ANC。支持单蓝牙地址，支持语音助手激活，同时做到了较小的封装。

下面向大家介绍一下这个方案的详细内容

一、硬件部分

硬件电路图

由于QCC3040内置了32Mb Flash，所以外围电路相对简单，主体部分可以按照datasheet中的参考原理图设计，如下截图。详细细节可以参考附件电路图源文档。

PCB Layout

QCC3040我们建议按照6层板设计，由于芯片封装较小，脚位密集，如果做4层板，将很难保证板子的性能，本方案的6层板各层按照Top-GND-Sig1-Sig2-Power-Bottom（Layer1-Layer6，QCC3040放置在Layer1）

Layer1：

我们这块开发板为了方便后续调试和测试，不需要考虑空间，所以PCB采用单面摆件，我们将所有的元器件都放置在Layer1。

在元器件摆件的时候有以下注意点：

1、关于开关电源

QCC3040内部有两路开关电源，分别提供1.8V（1V8_SMPS）和1.1V（VDD_DIG）两路电源，其中1.8V主要给芯片内部的模拟电路和Flash供电，也可以给外部器件供电。VDD_DIG主要给数字电路供电，两路开关电源都使用4.7uH电感和4.7uF的电容，如下L1、C5和L2、C8。L1需要紧挨着芯片引脚H10放置，L2需要紧挨着芯片引脚J10放置，C5紧挨着L1放置，C8紧挨着L2放置，保证电源回路尽可能小；由于开关电源会带有很多噪声，电源在C5和C8出来后直接紧挨着电容引脚通过过孔引入到内层走线，并且C5和C8的GND焊盘不要与表层铜皮相连，直接通过GND过孔连接到内层GND平面。K9是两路开关电源的公共接地回路引脚，带有较多噪声，所以与之相连的电容C4的GND焊盘也不要与表层铜皮相连，直接通过GND过孔连接到内层GND平面；K6是1V8_SMPS开关电源的接地回路引脚，k4是VDD_DIG开关电源的接地回路引脚，这两个引脚都会带有噪声，与这两个引脚相连的Bypass电容C6和C9要紧挨着芯片引脚放置，并且两颗电容的GND焊盘不要与表层铜皮相连，直接通过GND过孔连接到内层GND平面。如下截图。

2、晶振

晶振需要紧挨着芯片引脚放置，保证晶振的信号线走线尽可能短，晶振信号线两边需要用铜皮包裹，避免干扰到其他信号；晶振的GND焊盘不要与表层铜皮相连，直接在GND焊盘上通过过孔连接到内层GND平面，晶振临近层正下方区域需要保持完整的铜皮，不允许走线。

3、QCC3040 E1和D2引脚是RF LDO电路引脚，需要保证该组电源的干净，实际摆件中，C11和C12需要尽量靠近E1放置；C14、C15、R6需要尽量靠近D2引脚放置，并且这5颗外围期间建议与QCC3040放置在同一层。C11、C12、C14、C15的GND焊盘不要与表层铜皮相连，直接通过在含片上通过GND过孔连接到内层GND平面。

4、RF电路部分

实际客户设计的时候建议在RF线路上增加带通滤波器，否则在认证测试的时候带外干扰项目可能无法通过。本方案因为主要是做开发板设计，不做认证测试，所以RF电路没有增加带通滤波器。

RF走线需要按照50R阻抗控制，走线两边需要用铜皮保护，走线两边需要增加足够多的GND过孔，保证接地回路尽量短。

天线周围需要预留足够大的净空区间，保证天线的发射性能。

5、关于接地

QCC3040共有17个接地引脚，这些接地引脚对应不同的电路模块，比如RF电路、XTAL电路、SMPS电路、Audio电路等等。不同接地引脚会带有不同形式的噪声，在实际Layout过程中，不能将所有或者其中的某些GND引脚在表层连接到一起，然后用公共的GND过孔连接到内层GND平面；而是要将每个GND引脚各自通过独立的过孔连接到内层GND平面。

Layer2:

第二层保持完整的地平面，不走线。

Layer3、Layer4：

第三层和第四层走信号线，需要注意的是关键的信号线要做好隔离保护，并且需要注意临近层之间的互相干扰，关键信号线包含：Mic走线、Speaker信号走线、Flash信号走线以及USB信号走线；其中Speaker和USB建议走差分线。

Layer5：

第五层走电源线，包含VBUS、VBAT、1V8_SMPS、VDD_DIG，各电源线之间需要用铜皮隔离开，防止互相干扰，也要防止干扰到邻近层的信号走线；特别需要注意的是，电源线中1V8_SMPS、VDD_DIG是开关电源走线，带有较大噪声。

Layer6：

第6层走一些剩余的信号线。

二、软件部分

1、软件框架

1）、打开MDE工具，MDE版本：2.4.0.158，点击Open Project

2）、设置宏定义

首先关闭与温度检测有关的宏，在对应宏后面增加x。

软件默认代码有9个按键，实际我们用不到，客户可以根据自己的需求修改成实际使用的按键数量，我们这里默认使用一个按键，所以我们在宏和代码中将按键数量改成1个。

修改蓝牙地址：在dev_cfg→subsys1_config2.htf文件中可以修改蓝牙地址。

校准晶振频偏：在dev_cfg→subsys0_config3.htf文件中可以修改晶振频偏值。

修改蓝牙名称：在dev_cfg→subsys7_config5.htf文件中可以修改蓝牙名称。

配置双Mic cVc：在文件kymera_cofig.h文件如下位置修改配置。

cVc调试参数保存位置：ps_cfg→cvc_config.htf。

ANC调试参数保存位置：ps_cfg→anc_tuning_config.htf。

打开ANC功能：

ANC UI控制部分代码：可以设置ANC打开和关闭，以及存储几组不同ANC参数之间的切换。