TWS耳机为什么会有杂音？一文看懂TDMA噪音成因与TDK MAF＋AVRF滤波解决方案

作者：DigiKey

1. TWS 耳机噪音的主要来源是什么？

TWS（真无线立体声）耳机的噪音主要来自射频串扰（RF Crosstalk）。

由于耳机内部空间极小，蓝牙天线、麦克风线路、扬声器线路以及数字放大器高度集成，当：

• 蓝牙天线发射的 2.4GHz 射频信号耦合到音频线路；
• 数字功放切换产生的谐波干扰到射频链路；
• PCB 走线与天线距离过近；

都会导致 EMI（电磁干扰）进入音频通道，最终形成用户听到的：

• 嘶嘶声（Hiss）
• 嗡嗡声（Buzz）
• TDMA 噪音
• 杂音和底噪

简单来说：

TWS耳机中的噪音，本质上是射频信号“跑进了”音频线路所造成的干扰。

2. 什么是 TDD/TDMA 噪音？

TDD（Time Division Duplex）

时分双工通信方式。

TDMA（Time Division Multiple Access）

时分多址通信方式。

在经典蓝牙、蜂窝网络或 Wi-Fi 通信中，无线设备会按照固定时隙发送数据包。

例如：

• GSM 系统约每 4.615ms 发射一次 RF Burst
• 会形成约 217Hz 的包络信号

当这些射频脉冲进入音频放大器后：

1. 高达 GHz 的射频信号被非线性器件检波；
2. 转换成低频包络波；
3. 最终变成人耳可听见的 217Hz 嗡嗡声。

因此：

TDD/TDMA 噪音实际上是射频发射脉冲被音频电路解调后产生的低频可闻噪音。

用户常听到的：

• “滋滋滋”
• “哒哒哒”
• “嗡嗡嗡”

很多时候就是 TDMA 噪音。

3. 如何降低蓝牙耳机的射频音频噪音？

方法一：优化 PCB Layout

• 拉开天线与音频线路距离
• 减少平行走线
• 加强接地设计
• 缩短信号路径

这是最基础的设计方法。

方法二：使用 MAF + AVRF 低通滤波方案

TDK 推荐将：

MAF

多层音频噪音抑制滤波器 Multilayer Audio Noise Suppression Filter）

AVRF

ESD 陷波滤波器 Audio Varistor RF Filter）

组合使用。

工作原理

MAF：

• 串联电感结构
• 抑制高频 RF 噪音

AVRF：

• 串联电容结构
• 同时提供 ESD 与 EMI 防护

组合后形成：

低通滤波器（Low-pass Filter）

特性：

• 音频信号可正常通过
• 2.4GHz 蓝牙信号被强烈衰减

从而：

✔ 消除 TDMA/TDD 噪音

✔ 减少 EMI

✔ 提高接收灵敏度

✔ 不影响音质

4. MAF＋AVRF 相比普通磁珠＋MLCC 有什么优势？

对比项目	MAF + AVRF	普通磁珠 + MLCC
2.4GHz 噪音抑制	更强	一般
接收灵敏度改善	约 +6dB	效果有限
THD+N失真	极低	可能增加
非线性失真	几乎无	可能产生
音质影响	极小	存在风险
ESD防护	内建支持	需额外方案

核心优势

① 更高阻抗

MAF 在 2.4GHz 频段具有更高阻抗：

• 可更有效阻挡蓝牙射频能量进入音频线路。

② 不增加 THD+N

THD+N：

Total Harmonic Distortion + Noise

总谐波失真加噪声。

普通磁珠与电容方案可能因非线性特性产生失真。

而：

• MAF
• AVRF

在工作区间内几乎不产生电压、电流非线性变化。

因此：

可以降噪，同时保持原有音质。

③ 接收灵敏度提升约 6dB

测试结果显示：

采用：

• MAF
• AVRF
• MAF + AVRF

后，

蓝牙接收灵敏度提升约：

6 dB

这对于：

• TWS耳机
• 蓝牙麦克风
• 智能音箱

都非常有价值。

5. TDK 音频采样套件包含哪些元件？

TDK Audio Sample Kit 集成了完整的音频降噪方案。

套件内容

MEMS 麦克风

• 20 个

MAF 噪音抑制滤波器

• 80 个

AVRF ESD 陷波滤波器

• 120 个

总计

元件	数量
MEMS麦克风	20
MAF滤波器	80
AVRF滤波器	120
合计	220+器件

6. ESD 保护为什么对 TWS 耳机很重要？

ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是 TWS 耳机设计中不可忽视的问题。

原因一：频繁人体接触

TWS 耳机使用过程中：

• 佩戴
• 摘取
• 放入充电盒
• 调整位置

都会发生人体接触。

人体静电可能达到：

• 数千伏甚至上万伏

虽然能量不大，但足以损伤：

• MEMS 麦克风
• Audio Codec
• 蓝牙 SoC
• 模拟前端电路

原因二：麦克风线路特别敏感

MEMS 麦克风输入信号通常只有：

• mV 级

极易受到：

• ESD
• EMI
• RF

影响。

原因三：影响产品可靠性

缺乏 ESD 保护可能导致：

• 音频失真
• 麦克风失效
• 蓝牙连接异常
• 产品寿命缩短

因此：

AVRF 不仅能抑制射频干扰，还能够为音频线路提供 ESD 保护，实现降噪与可靠性提升的双重效果。

参考资料

1. DigiKey 中国 – TDK MAF＋AVRF滤波方案：降低TWS耳机音频线路射频噪音与ESD的设计实践
   https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/tdk
2. DigiKey 中国 – TDK Audio Sample Kit（音频采样套件）
   https://www.digikey.cn/zh/product-highlight/t/tdk/audio-sample-kit

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