無電感D類音頻應(yīng)用實(shí)現(xiàn)極低EMI的技術(shù)方案

　　不過又出現(xiàn)了另外一個問題，圖8顯示振蕩加劇了2MHz~4MHz的頻帶噪聲(如果D類輸出電流增加的話，振蕩會更加嚴(yán)重)。從理論上講，諧波分量越高，振幅應(yīng)該越小，但是，濾波器的諧振頻率點(diǎn)改變了這一情況。我們看一下圖7.a，與設(shè)置4相比，設(shè)置3在2MHz~5MHz頻帶具有更好的噪聲抑制能力。最終，設(shè)置3在減少振蕩方面表現(xiàn)出最佳的調(diào)優(yōu)效果，并且獲得了較低的邊緣速率，及良好的2MHz~5MHz的EMI裕量。

　　圖8 振蕩加劇2MHz~4MHz 頻帶噪聲(設(shè)置4)

　　PCB布局

　　圖9為TI無電感D類音頻參考設(shè)計電路板(TPA3140D2)。圖10是典型的輸出應(yīng)用電路原理圖。

　　a. 濾波器PCB面積(無電感) b. 濾波器PCB空間(帶電感)

　　圖9 TPA3140 EVM板(左)節(jié)約了很多濾波器PCB空間

　　圖10 TPA3140典型輸出應(yīng)用電路原理圖

　　濾波器PCB布局

　　為盡可能減少濾波器電流回路(電流回流至GND)，確保電流環(huán)路小。

　　1)將鐵氧體磁珠盡可能靠近輸出引腳。

　　2)盡量減少濾波器接地的電流回路(C8至D類接地引腳)

　　3)盡量確保濾波器和D類設(shè)備的底層是一個完整的接地層。

　　4)如果要添加佐貝爾網(wǎng)絡(luò)來減少振蕩，將佐貝爾網(wǎng)絡(luò)盡可能靠近濾波器。

　　5)將緩沖電路盡可能靠近設(shè)備的輸出引腳。

　　鐵氧體磁珠 設(shè)備接地引腳 鐵氧體磁珠(上中下)

　　圖10 濾波器布局

　　PVCC布局

　　頂層 底層

　　圖11 PVCC布局

　　結(jié)論

　　TI最新無電感D類立體聲放大器(TPA3140)使無電感設(shè)計在中等功率D類應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同的揚(yáng)聲器線長度和輸出功率(電流)要求，音響系統(tǒng)工程師可以使用本文中講到的一些電路板電平調(diào)諧技術(shù)，包括鐵氧體磁珠選擇原則(降低邊緣速率)、佐貝爾網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧方法(減少振蕩)以及適當(dāng)?shù)腜CB布局等，最終，在客戶系統(tǒng)級測試中，得以使TPA3140實(shí)現(xiàn)足夠的EMI裕量。目前用戶設(shè)計獲得的反饋顯示，TI TPA3140是一款真正的無電感中等功率D類音頻放大器，可以幫助客戶在降低系統(tǒng)BOM成本、更小的PCB尺寸、良好的EMC裕量及穩(wěn)定良好的音頻性能等方面取得最佳平衡。