如何降低D類音頻應用中的電磁干擾

圖4. LM48310示范板的絲網印刷圖。

D類技術的最新發展顯著減低了由D類放大器放射出來的EMI，但至于在射頻(RF)干擾方面，適當的印刷電路板設計同樣可大大降低放射量。毫無疑問，這是一個浩瀚的課題，而相關的文章也多如恒河沙數，但在這里仍值得討論一下有關降低噪聲和EMI的基本方法。首先，將帶有開關信號的跡線隔離，從而可有效減少耦合到電路敏感部分的噪聲。這個方法不單可加強音頻性能，而且還可將產生寄生天線的機會降到最低。此外，也需要將模擬輸入、模擬電源(供電給輸入緩沖器、控制和其他敏感電路)和它們相關的旁路電容器從開關節點隔離，這包括器件輸出、輸出橋路電源和任何與這些節點相關的外部元件。

圖5. LM48310示范板的頂層。

然而，不少D類放大器均擁有多個電源和接地，一個用在低噪聲和輸入電路，而另一個則用在較大電流和帶噪聲的輸出級。假如個別電源和接地間的電位差太大，那器件便不能正常運行。可是，當器件在隔離印刷電路板的噪聲區和寧靜區運行時，要確保器件保持正常的電位差是一件非常艱巨的任務。圖6所示為如何在隔離信號與功率接地的同時為器件保持統一的電位。由于所有的個別接地節點都連接到同一個覆銅(cupper pour)，該布局與星形接地的連接方式類似，使這些點上的接地電位保持一致。不過，嘈雜接地與無噪聲接地本身是分隔開的，只有在接地進入電路板時才會連接在一起。這種方法可防止器件所產生出的噪聲污染無噪聲接地。圖7所示相同的原理應用到VDD層上。電路板的左半邊包括模擬音頻輸入、VDD和輸入耦合電容器C1和C2。電路板的右半邊包括輸出、PVDD (H橋電源)和旁路電容器C3。

圖6. LM48310示范板的接地層。

VDD層和接地層只有在電源或接地進入電路板時才會連接在一起。從這點上兩個層面會分離，而寧靜節點會持續與開關節點隔離。這種技術可有效防止開關噪聲進入寧靜區，以免影響性能或增加EMI。

圖7. LM48310示范板的Vdd層。

基于其高效率的特性，D類放大器己成為便攜和功耗敏感應用的最佳音頻放大器選擇。在音頻質量和EMI性能方面的改進方面，使用D類放大器使得設計的工作變得更簡易。再者，較寬松的PCB布線技術和比較少的外部元件都可將設計周期縮短，并縮小系統尺寸和降低成本，在不影響音質的前提下延長便攜產品的電池壽命。