一 電磁干擾
電磁干擾主要來(lái)源是電源變壓器和空間雜散電磁波。
音頻電路尤其是早期的模擬音頻電路,多數(shù)是由市電提供電源,因此必然要使用電源變壓器。電源變壓器工作過(guò)程是一個(gè)“電—磁—電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程,在電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的磁泄露,變壓器泄露的磁場(chǎng)被放大電路拾取并放大,最終經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出交流聲。
雜散電磁波主要來(lái)自交流電源線、強(qiáng)電流線、揚(yáng)聲器及功率分頻器、無(wú)線發(fā)射設(shè)備,產(chǎn)生原因在這里不做深入討論。雜散電磁波在傳輸、感應(yīng)的形式上與電源變壓器類似,雜散磁場(chǎng)頻率范圍很寬,有用家反映有源音箱夜晚時(shí)莫名其妙接收到當(dāng)?shù)仉娕_(tái)廣播就是典型的雜散電磁波干擾。
另外一個(gè)需引起重視的干擾源為整流電路。濾波電容在開(kāi)機(jī)進(jìn)入正常狀態(tài)后,僅在交流電峰值時(shí)補(bǔ)充電流,充電波形是一個(gè)寬度較窄的強(qiáng)脈沖,電容量越大,脈沖強(qiáng)度也越大,從電磁干擾角度看,濾波電容并非越大越好,整流管與濾波電容之間走線應(yīng)盡量縮短,同時(shí)盡量遠(yuǎn)離功放電路,PCB空間不允許則盡量用地線環(huán)繞,PCB走線適當(dāng)拉開(kāi)距離。
電磁干擾主要防治措施:
1降低輸入阻抗。
電磁波主要被導(dǎo)線及PCB板走線拾取,在一定條件下,導(dǎo)線拾取電磁波基本可視為恒功率。根據(jù)P=U^U/R推導(dǎo),感應(yīng)電壓與電阻值的平方成反比,即放大器實(shí)現(xiàn)低阻抗化對(duì)降低電磁干擾很有利。 例如一個(gè)放大器輸入阻抗由原20K降低至10K,感應(yīng)噪聲電平將降至約0.7倍的水平。目前主流音源電腦聲卡、隨身聽(tīng)、MP3帶載能力強(qiáng),甚至可直接推動(dòng)32歐耳塞,因此可以將后級(jí)放大線路輸入阻抗降低,降低輸入阻抗對(duì)音質(zhì)造成的影響極微弱,完全可忽略不計(jì),試驗(yàn)時(shí)曾嘗試將有源音箱輸入阻抗降至2KΩ,未感覺(jué)音質(zhì)變化,長(zhǎng)期工作也未見(jiàn)異常。
2 增強(qiáng)高頻抗干擾能力
針對(duì)雜散電磁波多數(shù)是中高頻信號(hào)的特點(diǎn),在放大器輸入端對(duì)地增設(shè)瓷片電容,容值可在47---220P之間選取,電容與線路阻抗構(gòu)成的一階無(wú)源濾波器,頻率轉(zhuǎn)折點(diǎn)比音頻范圍高兩至三個(gè)數(shù)量級(jí),對(duì)音頻(20HZ—20KHZ)信號(hào)的幅頻特性的影響可忽略。
3 注意電源變壓器安裝方式
在成本允許的條件下采用質(zhì)量較好的電源變壓器,盡量拉開(kāi)變壓器與PCB之間的距離,調(diào)整變壓器與PCB之間的位置,將變壓器與放大器敏感端(輸入端)盡量遠(yuǎn)離;EI型電源變壓器各方向干擾強(qiáng)度不同,注意盡量避免干擾強(qiáng)度最強(qiáng)的Y軸方向?qū)?zhǔn)PCB。
4 金屬外殼須接地
對(duì)于HIFI獨(dú)立功放來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)規(guī)范的產(chǎn)品在機(jī)箱上都有一個(gè)獨(dú)立的接地點(diǎn),該接地點(diǎn)其實(shí)是借助機(jī)箱的電磁屏蔽作用降低外來(lái)干擾;音量、音調(diào)電位器外殼,條件允許的話盡量接地,實(shí)踐證明,該措施對(duì)工作于電磁環(huán)境惡劣條件下的PCB十分有效。
二 地線干擾
電子產(chǎn)品的地線設(shè)計(jì)是極其重要的,無(wú)論低頻電路還是高頻電路都必須要遵照設(shè)計(jì)規(guī)則。高頻、低頻電路地線設(shè)計(jì)要求不同,高頻電路地線設(shè)計(jì)主要考慮分布參數(shù)和地線阻抗,多為環(huán)地;低頻電路主要考慮大小信號(hào)地電位疊加(參考電位),強(qiáng)弱信號(hào)需獨(dú)立走地線。從提高信噪比、降低噪音角度看,模擬音頻電路應(yīng)劃歸低頻電子電路,嚴(yán)格遵循“獨(dú)立走線、一點(diǎn)接地”原則,可顯著提高信噪比。
音頻電路地線可簡(jiǎn)單劃分為電源地(功率地)和信號(hào)地,電源地主要是指濾波、退耦電容地線,小信號(hào)地是指輸入信號(hào)地線、反饋地線。小信號(hào)地與電源地不能混合,否則必將引發(fā)很強(qiáng)的交流聲:濾波和退耦電容充放電在電路板走線上必然存在一定壓降,小信號(hào)地與該強(qiáng)電地重合,勢(shì)必會(huì)受此波動(dòng)電壓影響,也就是說(shuō),小信號(hào)參考點(diǎn)電壓不為零。信號(hào)輸入端與信號(hào)地之間的電壓變化等效于在放大器輸入端注入信號(hào)電壓,地電位變化將被放大器拾取并放大,產(chǎn)生交流聲。
增加地線線寬、背錫處理只能在一定程度上降低地線干擾,但治標(biāo)不治本,個(gè)別未嚴(yán)格將地線分開(kāi)的PCB由于地線寬、走線很短,同時(shí)放大級(jí)數(shù)很少、退耦電容容量很小,因此交流聲尚在勉強(qiáng)可接受范圍內(nèi),只是特例,沒(méi)有參考意義。舉例說(shuō)明:設(shè)PCB某段地線直流電阻為75毫歐,退藕電容瞬間充電電流為20mA,該放大器放大倍數(shù)是40倍,則由于退耦電容充電電流引起的參考點(diǎn)(地線)電位波動(dòng),被拾取、放大后,在放大器輸出端有60mV的、與充電電流一致(這里要注意,地線引起的交流噪音是100HZ,而不是電磁感應(yīng)的50HZ)的噪音波形,60mV的電壓信號(hào),即使在小口徑、低頻響應(yīng)差的揚(yáng)聲器單元上,也足以引起可觀的噪音。
正確的布線方法是,選擇主濾波電容引腳作為集中接地點(diǎn),強(qiáng)、弱信號(hào)地線嚴(yán)格區(qū)分開(kāi),在總接地點(diǎn)匯總。
下面以最常見(jiàn)的功放塊LM1875(TDA2030A)為例,以生產(chǎn)商推薦線路說(shuō)明一下:
1 大小信號(hào)地的區(qū)分:

功放輸出端的ZOBEL移相網(wǎng)絡(luò)(R5、C5)接地點(diǎn)處理方法較特殊,該接地點(diǎn)如并入電源地,地線電壓擾動(dòng)將經(jīng)R4反饋至LM1875反相輸入端,引起交流聲;而并入小信號(hào)地的話,由于信號(hào)的相位、強(qiáng)度不一致,將導(dǎo)致音樂(lè)信號(hào)量下降。因此,如印刷電路板空間允許,最好能單獨(dú)走線。
下面結(jié)合幾張實(shí)際的PCB板圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明:
1? ?TDA2030 PCB圖:
2? ?LM4766??PCB圖:
3? ?一張地線布線正確的PCB
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