如何應(yīng)對(duì)D類音頻應(yīng)用中的EMI問(wèn)題
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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(yáng)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?yàn)镽dc=0，該處沒(méi)有直流電壓降。對(duì)于頻率低于1 MHz的應(yīng)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(dá)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(shù)表示Z1和Z2將會(huì)分別隨著頻率(1/jωC)增加和減少。而系統(tǒng)將會(huì)有某程度的阻尼明顯地消減共振效應(yīng)。
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(xiàn)的集中能量。為了設(shè)計(jì)一個(gè)“安靜”的低EMI D類放大器，一個(gè)方法是將頻率來(lái)回抖動(dòng)，或擴(kuò)展開(kāi)關(guān)的頻譜，降低頻譜內(nèi)所有點(diǎn)上的能量。與傳統(tǒng)的D類放大器相比，擴(kuò)頻調(diào)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(kuò)頻調(diào)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(kuò)頻調(diào)制式D類音頻放大器，內(nèi)部集成了一個(gè)內(nèi)置式升壓穩(wěn)壓器，可把電壓提升至7V，從而增強(qiáng)放大器的輸出功率和音頻聲壓級(jí)。此外，該升壓穩(wěn)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(shè)有一個(gè)邏輯可選擴(kuò)頻調(diào)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(kuò)頻調(diào)制器會(huì)供給一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H-橋，該H-橋負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)橋接式負(fù)載揚(yáng)聲器。在擴(kuò)頻模式中，開(kāi)關(guān)頻率會(huì)在約330kHz頻率處隨機(jī)發(fā)生10%的變化，從而減少由揚(yáng)聲器、相關(guān)的電線和走線所產(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類放大器會(huì)展現(xiàn)出比開(kāi)關(guān)頻率高幾倍的頻譜能量，而LM48511的擴(kuò)頻體系結(jié)構(gòu)將會(huì)把這些能量擴(kuò)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(kuò)頻調(diào)制器供給一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H-橋，該H-橋負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)橋接式負(fù)載揚(yáng)聲器
電磁性干擾是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的問(wèn)題。對(duì)于音頻設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃以及選擇器件、材料時(shí)都必須考慮到EMI問(wèn)題。
評(píng)論