無電感D類音頻應用實現極低EMI的技術方案

　　不過又出現了另外一個問題，圖8顯示振蕩加劇了2MHz~4MHz的頻帶噪聲(如果D類輸出電流增加的話，振蕩會更加嚴重)。從理論上講，諧波分量越高，振幅應該越小，但是，濾波器的諧振頻率點改變了這一情況。我們看一下圖7.a，與設置4相比，設置3在2MHz~5MHz頻帶具有更好的噪聲抑制能力。最終，設置3在減少振蕩方面表現出最佳的調優效果，并且獲得了較低的邊緣速率，及良好的2MHz~5MHz的EMI裕量。

　　圖8 振蕩加劇2MHz~4MHz 頻帶噪聲(設置4)

　　PCB布局

　　圖9為TI無電感D類音頻參考設計電路板(TPA3140D2)。圖10是典型的輸出應用電路原理圖。

　　a. 濾波器PCB面積(無電感) b. 濾波器PCB空間(帶電感)

　　圖9 TPA3140 EVM板(左)節約了很多濾波器PCB空間

　　圖10 TPA3140典型輸出應用電路原理圖

　　濾波器PCB布局

　　為盡可能減少濾波器電流回路(電流回流至GND)，確保電流環路小。

　　1)將鐵氧體磁珠盡可能靠近輸出引腳。

　　2)盡量減少濾波器接地的電流回路(C8至D類接地引腳)

　　3)盡量確保濾波器和D類設備的底層是一個完整的接地層。

　　4)如果要添加佐貝爾網絡來減少振蕩，將佐貝爾網絡盡可能靠近濾波器。

　　5)將緩沖電路盡可能靠近設備的輸出引腳。

　　鐵氧體磁珠 設備接地引腳 鐵氧體磁珠(上中下)

　　圖10 濾波器布局

　　PVCC布局

　　頂層 底層

　　圖11 PVCC布局

　　結論

　　TI最新無電感D類立體聲放大器(TPA3140)使無電感設計在中等功率D類應用中得以實現。根據不同的揚聲器線長度和輸出功率(電流)要求，音響系統工程師可以使用本文中講到的一些電路板電平調諧技術，包括鐵氧體磁珠選擇原則(降低邊緣速率)、佐貝爾網絡調諧方法(減少振蕩)以及適當的PCB布局等，最終，在客戶系統級測試中，得以使TPA3140實現足夠的EMI裕量。目前用戶設計獲得的反饋顯示，TI TPA3140是一款真正的無電感中等功率D類音頻放大器，可以幫助客戶在降低系統BOM成本、更小的PCB尺寸、良好的EMC裕量及穩定良好的音頻性能等方面取得最佳平衡。