現在越來越多的便攜式電子産(chǎn)品、家庭影音系統、汽車音響系統採(cǎi)用D類放大器,D類功放具有省電、輸出功率大、音質佳、訊号穩定等特點,受音頻播放器節能、輕薄短小需求的推動,全球D類放大器市場銷售将在2012年突破7.5億美元。即使在金融危機的沖擊之下,D類音頻放大器的需求熱度絲毫未減。
D類功放也具有缺點,當D類功放的輸出信号爲大電流且高速度的脈寬調制開關信号,開關信号藉由喇叭線傳(chuán)遞至喇叭時,間接的造成電磁波幅射而産(chǎn)生電磁幹擾(EMI)。此EMI幹擾含有寬廣的頻譜,不同的頻段幹擾不同的接收器,甚至幹擾非接收器的電子産(chǎn)品。
以下是EMI幹(gàn)擾常用的解決(jué)方法
● 圖一爲一般FM接收機天線端的接收訊号。當(dāng)D類功放動作時,其輻射出來的諧波訊号如沒有效處(chù)理,結果将如圖二,諧波訊号覆蓋原有的FM訊号,使FM收訊品質下降,甚至無法接收
EMI幹擾問題可從輻射及傳導兩方面著(zhe)手,阻隔輻射幹擾PCB Layout及LC濾波器的選用是有效的處(chù)理方向。根據D類功放輻射的頻帶,調整output LC濾波器的組合,可有效改善FM收訊品質。如圖三 : 原圖二的幹擾現象, 經合适的LC濾波器處(chù)理後,可消除D類功放的幹擾問題。
經由電源/地線的傳(chuán)導(dǎo)發射也是另一幹擾源,除PCB Layout上的隔離,耦合濾波器是該有的選擇。
● 降低幹擾信号的強度也可以。主要是改變幹擾頻率。縮短D類功放的喇叭線可以降低天線(喇叭線)的發射效率,以降低幹擾輻射波的強度。
降低幹擾輻射波強度的方法是使用電感電容濾波器(LC Filter)将D類功放的開關信号濾波而取出其音頻信号,再經喇叭線傳至喇叭。如此喇叭線的傳遞信号爲音頻信号而高頻的開關信号已被大幅衰減。由於(yú)D類功放在便攜式電子産(chǎn)品的應用上其喇叭線的長度相對的短,故可使用磁珠(Bead)針對某些特别高次諧波作濾波,無須使用LC Filter即可達到效果。
另一降低幹擾信号的方法是使用展頻的技巧。展頻的方式乃将D類功放的高頻載波頻率随著(zhe)時間做變更,如此則幹擾信号即被分布在某幾個頻率區而非全部集中在一個頻率區。如果高頻載波頻率平均輪換於(yú)10個頻率則理論上EMI即可降低10db。
● 使用跳頻的方法也可以有效避免幹擾。如果接收機在接收某個頻率時被D類功放的高頻開關信号所幹擾,則可将D類功放的高頻開關頻率跳至另一頻率。由於(yú)D類功放的音頻内容與其載波或開關頻率無關,此種方法並(bìng)不影響音頻信号的内容。隻要此開關頻率不在接收機的帶通濾波器(Bandpass Filter)範圍内,接收機即可有效的抑制幹擾信号。
● 坊間對FM的幹擾解決方式採(cǎi)用金屬材質的外殼屏蔽,以便衰減諧波輻射的幹擾能量,進而使得FM接收正常。但當FM接收機與D類功放結合時, 此屏蔽方式便不适用,須從D類功放的EMI防治著(zhe)手。
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