基于TDA8902J數字功放電路及抗干擾設計

1.PCB的布局及布線(xiàn)原則
PCB提供了功放電路元器件之間的電氣連接，要使功放電路獲得最佳性能，元器件的布局及印制導線(xiàn)的布設是關(guān)鍵。
1.1 布局原則
(1)數字功放的功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，頻率高、電流大，且與電源部分靠得近， 而該功放(如圖1―1)由于采用開(kāi)關(guān)電源(圖中未畫(huà)出)供電，干擾和紋波系數較大，因此，元器件在PCB上排列的位置要考慮抗電磁干擾，各部件之間的引線(xiàn)要盡量短。在布局上，要把模擬信號、數字信號和噪聲源這三部分合理地分開(kāi)，使相互間的耦合為最小。即要求與LM4651⑩ 腳相連的模擬輸入部分與其它數字部分要分開(kāi)， 電源輸入、去耦濾波元件，也要與數字處理部分分開(kāi)， 此外，還要考慮電源變壓器的方向性， 使之對電路的輻射最小。

(2)元件在排列時(shí)應按輸出濾波器、H-橋電路、比較器、振蕩發(fā)生器、電壓放大器的次序， 如果各級交叉排列， 很容易相互影響，出現自激或吸收。
(3)對電磁場(chǎng)輻射較強的元件(如L3,L2)、和對電磁感應較敏感的元件(R1、C1，R5、C3)， 應加以屏蔽，或遠離電磁場(chǎng)輻射源，以減少干擾。
(4)盡可能縮短高頻元件(如R5、C3)之間的連線(xiàn)， 設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近， 輸入和輸出元件應盡量遠離。
(5)有些元器件或導線(xiàn)之間有較高的電位差， 應加大它們之間的距離， 以免放電出現意外短路。如TDA8902J的⑤ 、⑦ 腳：LH4652的① 、
③ 腳走線(xiàn)不宜相距太近。帶高電壓的元器件(如電源開(kāi)關(guān))應盡量布置在調試時(shí)手不易觸及的地方。

1.2 布線(xiàn)原則
(1)輸入輸出端(如R8、L1)用的導線(xiàn)應盡量避免相鄰平行，最好加線(xiàn)間地線(xiàn)，以免發(fā)生反饋耦合。
(2)各級走線(xiàn)應盡可能短，元件應盡量靠攏，大信號、高阻抗走線(xiàn)更要注意。如R11、C18的走線(xiàn)應盡可能短，音頻的輸入(C1 、R1)輸出(L1、L2)線(xiàn)也不宜長(cháng)，否則易感應交流信號。
(3)導線(xiàn)的最小寬度主要由導線(xiàn)與絕緣基板間的粘附強度和流過(guò)它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm、寬度為1―15mm時(shí)，通過(guò)2A 的電流，溫度不會(huì )高于3℃ 。該功放可選0.5～5mm導線(xiàn)寬度。導線(xiàn)的最小間距主要由最壞情況下的線(xiàn)間絕緣電阻和擊穿電壓決定，可使間距小至5～8mm。
(4)印制導線(xiàn)拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì )影響電氣性能。圖1―2(a)(b)(c)為三種拐角線(xiàn)的形式， 圖(C)采用45°外斜切面拐角線(xiàn)的傳輸性能和反射性能要優(yōu)于其它兩種拐角線(xiàn)。圓弧的拐角線(xiàn)的性能要比這三種走線(xiàn)形式要好， 但是弧度的刻劃對制板的工藝要求比較高，會(huì )增加生產(chǎn)成本，該功放采用45°外斜切面拐角走線(xiàn)能滿(mǎn)足設計要求。

2.抗干擾設計措施
PCB的抗干擾設計針對不同電路有不同的要求，以下從三個(gè)方面討論該功放的PCB抗干擾設計措施。
2.1電源線(xiàn)設計
在直流電源回路中，負載的變化會(huì )引起電源噪聲。根據PCB 電流的大小，盡量加粗電源線(xiàn)寬度，減少環(huán)路電阻。該功放電路LM4651L部
分電源的走線(xiàn)，導線(xiàn)寬度為1.5 mm便可滿(mǎn)足要求， 而在LM4652部分則要求3～5mm。同時(shí)使電源線(xiàn)和地線(xiàn)的走向和數據傳遞的方向一致，
這樣有助于增強抗噪聲能力。