D類功放EMI干擾的解決方法

D類功放EMI干擾的解決方法

現在越來越多的攜帶型電子產品、家庭影音系統、汽車音響系統採用D類放大器，D類功放具有省電、輸出功率大、音質佳、訊號穩定等特點，力水清木華研究報告指出，受音頻播放器節能、輕薄短小需求的推動，全球D類放大器市場銷售將在2012年突破7.5億美元。即使在金融危機的 衝擊之下，D類音頻放大器的需求熱度絲毫未減。

D類功放也具有缺點，當D類功放的輸出信號為大電流且高速度的脈寬調製開關信號，開關信號藉由喇叭線傳遞至喇叭時，間接的造成電磁波幅射而產生電磁干擾(EMI)。此EMI干擾含有寬廣的頻譜，不同的頻段 干擾不同的接收器，甚至干擾非接收器的電子產品。

以下是EMI干擾常用的解決方法

圖一為一般FM接收機天線端的接收訊號。當D類功放動作時，其輻射出來的諧波訊號如沒有效處理，結果將如圖二，諧波訊號覆蓋原有的FM訊號，使FM收訊品質下降，甚至無法接收

EMI干擾問題可從輻射及傳導兩方面著手，阻隔輻射干擾PCB?Layout及LC濾波器的選用是有效的處理方向。根據D類功放輻射的頻帶，調整output?LC濾波器的組合，可有效改善FM收訊品質。如圖三?:?原圖二的干擾現象,?經合適的LC濾波器處理後，可消除D類功放的干擾問題。

經由電源/地線的傳導發射也是另一干擾源，除PCB?Layout上的隔離， 耦合濾波器是該有的選擇。

降低干擾信號的強度也可以。主要是改變干擾頻率。縮短D類功放的喇叭線可以降低天線(喇叭線)的發射效率，以降低干擾輻射波的強度。降低干擾輻射波強度的方法是使用電感電容濾波器(LC?Filter)將D類功放的開關信號濾波而取出其音頻信號，再經喇叭線傳至喇叭。如此喇叭線的傳遞信號為音頻信號而高頻的開關信號已被大幅衰減。由於D類功放在攜帶型電子產品的應用上其喇叭線的長度相對的短，故可使用磁珠(Bead)針對某些特別高次諧波作濾波，無須使用LC?Filter即可達到效果。

另一降低干擾信號的方法是使用展頻的技巧。展頻的方式乃將D類功放的高頻載波頻率隨著時間做變更，如此則干擾信號即被分布在某幾個頻率區而非全部集中在一個頻率區。如果高頻載波頻率平均輪換於10個頻率 則理論上EMI即可降低10db。

使用跳頻的方法也可以有效避免干擾。如果接收機在接收某個頻率時被D類功放的高頻開關信號所干擾，則可將D類功放的高頻開關頻率跳至另一頻率。由於D類功放的音頻內容與其載波或開關頻率無關，此種方法並不 影響音頻信號的內容。只要此開關頻率不在接收機的帶通濾波器(Bandpass?Filter)範圍內，接收機即可有效的抑制干擾信號。

坊間對FM的干擾解決方式採用金屬材質的外殼屏蔽，以便衰減諧波輻射的干擾能量，進而使得FM接收正常。但當FM接收機與D類功放結合時,?此屏蔽方式便不適用，須從D類功放的EMI防治著手。

責編|劉朝宗

內容|網路

排版|劉朝宗

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