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一篇小文章點透音頻產品EMI措施

音頻類產品電子器件選擇和使用 ? 2019-07-04 16:43 ? 次閱讀

EMI經常困擾著電子工程師,超標,干擾等問題時常出現。下面就音頻產品中經常遇到的EMI問題總結一些經驗分享。工程師經常反饋的功率器件的EMI問題突出,例如DCDC、D類功放等,還有這類器件引起的FM問題。

首先,談一下D類功放。D類功放產生EMI的原因是,D類功放輸出是PWM波,大電流高速度的脈寬信號,開關信號通過喇叭線傳給喇叭,造成電磁波輻射出能量,產生EMI。當輻射的高頻諧波覆蓋FM信號時,FM造成無法接收信號,搜臺困難。

1. 最直接有效的方法就是輸出端加濾波,小功率加磁珠電容,大功率用LC濾波,把高頻諧波衰減或者過濾掉。?

?

小功率可以用磁珠電容,磁珠阻抗值越大效果一般會更好,電容一般建議從1nF開始嘗試對比。

另外,關于LC的結構會影響諧波的過濾,例如:

?

紅色電容對于奇次諧波的過濾更有利。

2. FM芯片和功放盡量遠離,甚至分兩塊板;

3. 盡量縮短喇叭線,這個非常重要,我們再用ft3129做2X15W的EMI輻射實驗時,同樣不加LC,只用磁珠電容,區別就是喇叭線長短不一致,結果如下:

?

4. 喇叭線用屏蔽線,有屏蔽罩的要接地;

5. 功放有展頻(抖頻)功能的利用起來,例如方泰有些功放都備用一個該功能。

6. 軟驅動模式,這個效果也很明顯,他把快速的突變信號放緩,大大減緩了能量的爆發力,例如方泰ft29系列的功放,都有個softdrive模式,就是基于這個考慮。

7. 另外就是走線和布局的影響,4層板2層板能有效降低EMI。走線時輸出端走線要盡量的短粗。高頻耦合電容要盡量的靠近電源管腳。電源走線盡量走板邊等等需要細心的地方。

下面談一下DCDC的EMI問題

DCDC包括單獨的DCDC還有集成的,例如現在很多功放都是集成了DCDC,道理是一樣的。

a) 先來看一下DCDC的框圖

?

DCDC的工作就是S1,S2交替開和關閉,S2閉合時是藍框環路,S1閉合時是綠框環路,不管S1,S2哪個閉合,Cin、L上時刻都是有電流經過,但是紅色框內的是間斷性的電流經過,這種不連續性是所有EMI的本質原因,所以紅框的電流回路越小,EMI就會越小。這個在走線上對應的就是DCDC的輸出VOUT(集成在功放上就是PVOUT/PVDD)跟PGND之間的回路。VOUT一般旁邊建議放105電容,電容位置要使得VOUT和PGND之間的距離最短,走線時盡量粗,使得寄生電感最小,阻抗最低。這個105非常重要,因為除了上面所說,它對LX端的振鈴影響如下,右圖沒有小電容,振鈴幅度較大,這個會差距4dBuV/m.

?

b) 走線和板層對EMI也是有較大影響,4層板與2層板大概差距10dBuV/m,有條件情況下建議用4層板。另外電流較大的走線,盡量加粗,例如經過電感的,進入LX管腳的,連接肖特基的等。

c) LX管腳的RC,對振鈴的影響也是很有效的。

d) 布局要緊湊,這樣器件之間的引線就會比較短,引線太長容易引入噪音,噪音沒有很好的被耦合就會傳導到器件中,引起EMI問題。

e) 選擇磁珠,磁珠是迫不得已時候的選擇,因為在DCDC這種器件中的使用要非常小心。因為要串進大電流的走線中,必須對磁珠的阻抗、電流、頻響有著較高要求,不是隨便找個磁珠就可以的。

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