如何應(yīng)對D類音頻應(yīng)用中的EMI問題
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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，但因為Rdc=0，該處沒有直流電壓降。對于頻率低于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。
鐵氧體通常會用來作為串聯(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將會分別隨著頻率(1/jωC)增加和減少。而系統(tǒng)將會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，在處理D類固有的周期性方波時，最基本的難題是諧振間隔時出現(xiàn)的集中能量。為了設(shè)計一個“安靜”的低EMI D類放大器，一個方法是將頻率來回抖動，或擴(kuò)展開關(guān)的頻譜，降低頻譜內(nèi)所有點上的能量。與傳統(tǒng)的D類放大器相比，擴(kuò)頻調(diào)制方案有幾個重要的優(yōu)點：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是一個擴(kuò)頻調(diào)制式D類音頻放大器，內(nèi)部集成了一個內(nèi)置式升壓穩(wěn)壓器，可把電壓提升至7V，從而增強放大器的輸出功率和音頻聲壓級。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固定的輸出水平。
LM48511特設(shè)有一個邏輯可選擴(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)制器會供給一個標(biāo)準(zhǔn)的H-橋，該H-橋負(fù)責(zé)驅(qū)動橋接式負(fù)載揚聲器。在擴(kuò)頻模式中，開關(guān)頻率會在約330kHz頻率處隨機發(fā)生10%的變化，從而減少由揚聲器、相關(guān)的電線和走線所產(chǎn)生的輻射性EMI放射。在這個模式下，一個固定頻率的D類放大器會展現(xiàn)出比開關(guān)頻率高幾倍的頻譜能量，而LM48511的擴(kuò)頻體系結(jié)構(gòu)將會把這些能量擴(kuò)展到一個較大的頻寬，從而減少電路中的峰值噪聲功率。
圖7：擴(kuò)頻調(diào)制器供給一個標(biāo)準(zhǔn)的H-橋，該H-橋負(fù)責(zé)驅(qū)動橋接式負(fù)載揚聲器
電磁性干擾是一個系統(tǒng)級的問題。對于音頻設(shè)計人員來說，在進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃以及選擇器件、材料時都必須考慮到EMI問題。
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