如何降低D類(lèi)音頻應用中的電磁干擾

圖4. LM48310示范板的絲網(wǎng)印刷圖。

D類(lèi)技術(shù)的最新發(fā)展顯著(zhù)減低了由D類(lèi)放大器放射出來(lái)的EMI，但至于在射頻(RF)干擾方面，適當的印刷電路板設計同樣可大大降低放射量。毫無(wú)疑問(wèn)，這是一個(gè)浩瀚的課題，而相關(guān)的文章也多如恒河沙數，但在這里仍值得討論一下有關(guān)降低噪聲和EMI的基本方法。首先，將帶有開(kāi)關(guān)信號的跡線(xiàn)隔離，從而可有效減少耦合到電路敏感部分的噪聲。這個(gè)方法不單可加強音頻性能，而且還可將產(chǎn)生寄生天線(xiàn)的機會(huì )降到最低。此外，也需要將模擬輸入、模擬電源(供電給輸入緩沖器、控制和其他敏感電路)和它們相關(guān)的旁路電容器從開(kāi)關(guān)節點(diǎn)隔離，這包括器件輸出、輸出橋路電源和任何與這些節點(diǎn)相關(guān)的外部元件。

圖5. LM48310示范板的頂層。

然而，不少D類(lèi)放大器均擁有多個(gè)電源和接地，一個(gè)用在低噪聲和輸入電路，而另一個(gè)則用在較大電流和帶噪聲的輸出級。假如個(gè)別電源和接地間的電位差太大，那器件便不能正常運行?？墒?，當器件在隔離印刷電路板的噪聲區和寧靜區運行時(shí)，要確保器件保持正常的電位差是一件非常艱巨的任務(wù)。圖6所示為如何在隔離信號與功率接地的同時(shí)為器件保持統一的電位。由于所有的個(gè)別接地節點(diǎn)都連接到同一個(gè)覆銅(cupper pour)，該布局與星形接地的連接方式類(lèi)似，使這些點(diǎn)上的接地電位保持一致。不過(guò)，嘈雜接地與無(wú)噪聲接地本身是分隔開(kāi)的，只有在接地進(jìn)入電路板時(shí)才會(huì )連接在一起。這種方法可防止器件所產(chǎn)生出的噪聲污染無(wú)噪聲接地。圖7所示相同的原理應用到VDD層上。電路板的左半邊包括模擬音頻輸入、VDD和輸入耦合電容器C1和C2。電路板的右半邊包括輸出、PVDD (H橋電源)和旁路電容器C3。

圖6. LM48310示范板的接地層。

VDD層和接地層只有在電源或接地進(jìn)入電路板時(shí)才會(huì )連接在一起。從這點(diǎn)上兩個(gè)層面會(huì )分離，而寧靜節點(diǎn)會(huì )持續與開(kāi)關(guān)節點(diǎn)隔離。這種技術(shù)可有效防止開(kāi)關(guān)噪聲進(jìn)入寧靜區，以免影響性能或增加EMI。

圖7. LM48310示范板的Vdd層。

基于其高效率的特性，D類(lèi)放大器己成為便攜和功耗敏感應用的最佳音頻放大器選擇。在音頻質(zhì)量和EMI性能方面的改進(jìn)方面，使用D類(lèi)放大器使得設計的工作變得更簡(jiǎn)易。再者，較寬松的PCB布線(xiàn)技術(shù)和比較少的外部元件都可將設計周期縮短，并縮小系統尺寸和降低成本，在不影響音質(zhì)的前提下延長(cháng)便攜產(chǎn)品的電池壽命。