電磁干擾/兼容技術(shù)知識(shí)：視音頻接口的EMI/EMC抑制

MAX95118可以實(shí)現(xiàn)所有這些功能。如圖2所示，分別給出了高分辨率圖形卡輸出采用MAX9511，采用L-C濾波器方案，以及無濾波原始輸出的EMI特性。

圖2. 三種情況下輻射的EMI：a) 無濾波，b) 采用無源LC濾波器，c) 采用MAX9511完備的EMI解決方案(MAX9511)

圖3所示的MAX9511圖形視頻接口為RGB視頻提供了一個(gè)匹配的、三通道可調(diào)EMI濾波器，分辨率范圍涵蓋VGA至UXGA，通道間偏斜誤差小于0.5ns。通過改變單個(gè)電阻(Rx)的阻值來實(shí)現(xiàn)擺率調(diào)整功能。對(duì)應(yīng)不同的VESA分辨率及其采樣時(shí)鐘范圍，表1列出了阻值與擺率之間的關(guān)系。在圖4的電路中，通過I2C控制的電位器MAX54329可提供32級(jí)濾波器控制。然而，從表1可以看出，在大多數(shù)應(yīng)用中僅需要3級(jí)或4級(jí)控制。在最終的EMI/EMC測(cè)試中，無需任何機(jī)械或電氣更改，就可以改善一個(gè)產(chǎn)品的EMI性能。

圖3. 具有EMI抑制功能的MAX9511 VGA接口

圖4. MAX9511驅(qū)動(dòng)多路輸出。通過MAX5432 I2C數(shù)字電位器控制可調(diào)濾波。

表1. MAX9511的擺率、帶寬以及Rx電阻值

40 255 35 to 50 SVGA (800 x 600) 45 203 35 to 50 SVGA (800 x 600) 50 158 25 to 30 VGA (640 x 480) > 50 150 25 QCIF

RGB視頻輸出為低阻抗(ZOUT 1Ω)，加上75Ω的反向端接電阻后，可在遠(yuǎn)程監(jiān)視器和塢站之間提供45dB至50dB的隔離。以前，采用這種方法驅(qū)動(dòng)兩路不同的輸出時(shí)，需要一個(gè)開關(guān)，以避免L-C濾波器輸出連接較長(zhǎng)的未端接分支。如圖4所示，可以看出MAX9511是如何檢測(cè)輸出負(fù)載的，輸出負(fù)載連接與否會(huì)使輸入端的DAC端接阻抗產(chǎn)生的明顯變化。驅(qū)動(dòng)RGB輸入的視頻控制器能檢測(cè)到這種阻抗變化，如果未接負(fù)載，則通過關(guān)斷引腳來關(guān)閉視頻輸出和同步輸出。DDC一直處于常開狀態(tài)，以支持即插即用，驅(qū)動(dòng)器還具有電平轉(zhuǎn)換功能，可將低壓控制器電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的5V接口電平。同步驅(qū)動(dòng)器具有50Ω (典型)輸出阻抗，可采用外部電容來限制邊沿?cái)[率(圖4)。同步抖動(dòng)(不加電容情況下)一般小于0.5ns。視頻性能還包括：+6dB增益，50dB的SNR，0.036%的線性誤差和小于1%的過沖/下沖(具有出色的阻尼響應(yīng)特性)。音頻和EMI

音頻接口要在不產(chǎn)生EMI的情況下獲得效率和性能，要解決一系列不同的問題。在便攜式應(yīng)用中，我們想要最大限度延長(zhǎng)電池壽命，而不期望效率低下的設(shè)計(jì)產(chǎn)生熱量，因此D類放大器得到了廣泛應(yīng)用。問題是D類放大器使用PWM來實(shí)現(xiàn)高效率，這與開關(guān)電源很相似。使用非屏蔽揚(yáng)聲器連線接至輸出端時(shí)，連線會(huì)像天線一樣輻射EMI。盡管時(shí)鐘頻率(典型值為300kHz至1MHz)高于音頻頻譜，但它是一個(gè)具有大量諧波分量的方波。用來濾除該諧波分量的濾波器尺寸比較大，而且成本又高。在膝上型電腦等便攜應(yīng)用中，由于尺寸原因，這不是一個(gè)可行的解決方案10。

一般的設(shè)計(jì)拓?fù)錈o法同時(shí)解決這兩個(gè)問題。為使輸出音頻功率達(dá)到最大，便攜式應(yīng)用采用橋接負(fù)載(BTL)的連接方式，此時(shí)揚(yáng)聲器的兩根連線都得到有效驅(qū)動(dòng)(圖5)。在D類放大器中，利用比較器監(jiān)視模擬輸入電壓，將輸入電壓與一個(gè)三角波進(jìn)行比較。當(dāng)三角波的幅度高于音頻輸入電壓時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，同時(shí)反相器產(chǎn)生互補(bǔ)的PWM波型來驅(qū)動(dòng)BTL輸出級(jí)的另一側(cè)。由于采用了這種BTL拓?fù)洌敵鰹V波器實(shí)際上需要兩倍于單端音頻輸出的元件數(shù)量：兩個(gè)電感(L1和L2)和兩個(gè)電容(C1和C2)。這兩個(gè)電感需要處理峰值輸出電流，因此尺寸都比較大，并占據(jù)了大部分空間。