PCB(印制电路板)布局对降低电磁干扰有非常重要的作用。一个关键措施是让电源和输出去耦电容器彼此靠近,这样就可以将它们的地线端子直接焊在一起,参见图2给出的PCB布局,它是基于图1的原理图实现的。
另外请注意,所有连接到扬声器端子的PCB走线始于去耦电容焊盘而不是铁氧体磁珠焊盘,否则,电磁干扰无法降到最低限度。对于Vdd轨,我们对C6使用了同样的技术。放大器的引脚5和8节点发射的电磁干扰最大,这些节点的物理连接尺寸应尽可能地小,同时不要在这些节点上布局长的PCB走线。
尽量减少失真和噪声
下面是一些实现低失真的技术:
1、对于要求失真极低的系统,如THD+N(总谐波失真+噪声)←65dB,应在输出端加电感而不是加铁氧体磁珠,因为后者具有较高的非线性。
2、采用额定电压为25V到50V甚至更高、使用X7R材料制造的高压多层陶瓷电容器作为输入耦合电容(图1中的C1和C2)。同额定电压高的电容器相比,低压电容器的电容值随偏置电压变化的幅度更大。
3、将负的输入节点连接到信号源(如音频数模转换器或编码解码器)的地线,而不要简单地把它连接到自己的接地点上。这种连接方式可最大限度地降低共模噪声。
4、避免将音频信号源器件放在远离放大器的地方,避免对输入节点使用长PCB走线。如果迫不得已,将输入节点线对平行布线:一条走线放在板的正面,另一条放在反面。这种方式可最大限度地降低回路所接收到的电磁干扰。
5、避免将高频(>1MHz)电磁干扰引入到输入端口,否则,整流效应可能把高频电磁干扰转换成可听噪声。图3显示了这种整流效应。
其它需关注的问题
消除喀哒声和噼啪声:在开机或关机时,关断引脚的切换可使放大器启动或停止,如果放大器IC的设计不合适,扬声器在此时会发出某种“喀哒”声或“劈啪”声。前者由窄脉冲产生,而后者由缓慢衰减的阶跃函数产生。通常,D类音频放大器IC(如SSM2301/2302/2304/2306)具备消除“喀哒”声和“噼啪”声的功能。在产品投入量产之前应全面测试这些功能。
如果放大器一直与电池相连,关断电流可能是另一个需要关注的问题。在选择放大器IC时,注意留意这个参数。
PSRR(电源抑制比):对于手机应用,这个指标特别重要,但它常常通过IC设计来实现,在系统层面做不了什么。
收听效果
音频系统设计的最终目标获得良好的收听效果,它对系统设计是否成功拥有最终决定权。实现这一目标需要声学设计和电子设计的完美结合。在不久的将来,便携式电子音频放大器可能会结合一些可均衡频率响应、降低失真和优化收听效果的智能或自动化方法。