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如何應對D類(lèi)音頻應用中的EMI問(wèn)題
作者：
時(shí)間：2009-04-28
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖5：在放大器附近放置鐵氧體磁珠是有效抑制EMI的方法
在放大器附近放置鐵氧體磁珠并與揚聲器串列，可以是很有效的抑制EMI的方法。為了進(jìn)一步理解鐵氧體磁珠的抑制方法，我們將鐵氧體磁珠分成頻變電阻和電感元件，如圖5所示。要抑制EMI，鐵氧體磁珠需要作為電阻器，但因為Rdc=0，該處沒(méi)有直流電壓降。對于頻率低于1 MHz的應用，采用這種方法很有效。此外，如圖所示，還需要考慮二元分壓器。Z1和Z2都是頻率相關(guān)的，為了達到所需的低通濾波器功能，以下的關(guān)系必須成立：在要求的頻率下Z2>>Z1，在噪聲頻率下Z1>>Z2。
鐵氧體通常會(huì )用來(lái)作為串聯(lián)元素，電容便作為分流元素。 這里的電容可以是物理電容，也可以是集中電容。傳遞函數表示Z1和Z2將會(huì )分別隨著(zhù)頻率(1/jωC)增加和減少。而系統將會(huì )有某程度的阻尼明顯地消減共振效應。
圖5：在放大器附近放置鐵氧體磁珠是有效抑制EMI的方法
從圖中可見(jiàn)，在處理D類(lèi)固有的周期性方波時(shí)，最基本的難題是諧振間隔時(shí)出現的集中能量。為了設計一個(gè)“安靜”的低EMI D類(lèi)放大器，一個(gè)方法是將頻率來(lái)回抖動(dòng)，或擴展開(kāi)關(guān)的頻譜，降低頻譜內所有點(diǎn)上的能量。與傳統的D類(lèi)放大器相比，擴頻調制方案有幾個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)：除了可保持高效效率和低THD+N外，更重要的是大幅削減了輻射噪聲和EMI，如圖6中所示。
圖6：擴頻調制方案除了可保持高效效率和低THD+N外，還能大幅削減了輻射噪聲和EMI
LM48511是一個(gè)擴頻調制式D類(lèi)音頻放大器，內部集成了一個(gè)內置式升壓穩壓器，可把電壓提升至7V，從而增強放大器的輸出功率和音頻聲壓級。此外，該升壓穩壓器即使在電池衰減的情況下也可使放大器維持一個(gè)固定的輸出水平。
LM48511特設有一個(gè)邏輯可選擴頻調制器，可削減EMI并且可免除使用輸出濾波器或扼流圈。如圖7所示，擴頻調制器會(huì )供給一個(gè)標準的H-橋，該H-橋負責驅動(dòng)橋接式負載揚聲器。在擴頻模式中，開(kāi)關(guān)頻率會(huì )在約330kHz頻率處隨機發(fā)生10%的變化，從而減少由揚聲器、相關(guān)的電線(xiàn)和走線(xiàn)所產(chǎn)生的輻射性EMI放射。在這個(gè)模式下，一個(gè)固定頻率的D類(lèi)放大器會(huì )展現出比開(kāi)關(guān)頻率高幾倍的頻譜能量，而LM48511的擴頻體系結構將會(huì )把這些能量擴展到一個(gè)較大的頻寬，從而減少電路中的峰值噪聲功率。
圖7：擴頻調制器供給一個(gè)標準的H-橋，該H-橋負責驅動(dòng)橋接式負載揚聲器
電磁性干擾是一個(gè)系統級的問(wèn)題。對于音頻設計人員來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行設計規劃以及選擇器件、材料時(shí)都必須考慮到EMI問(wèn)題。
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