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系统工程师该如何处理D类放大器的EMI问题?

时间:01-06 来源:电源网 点击:

  不同的发射源对应了不同的EMI频谱,由于D类放大器的调制频率一般在250kHz到1.5MHz之间,因此调制的开关信号和电源线上变化的电流信号带来的EMI主要集中在10MHz以下的频段;而方波的边沿变化一般是在纳秒级别的,因此它们所带来的EMI主要集中在几十MHz到几GHz的高频段。

  EMI主要通过PCB的走线、通孔和扬声器的连线向外辐射,较大能量的EMI辐射需要一个“高效率”的天线,对不同的频率,一个有效的天线长度是该频率波长的四分之一(λ/4),小于这个长度,就不能形成有效的对外辐射。对30MHz的频率,采用一般的FR4的PCB板,天线长度需要大于114.1cm才能形成有效的辐射。所以在手机上采用D类放大器时,在放大器输出的PCB走线和扬声器连线上的方波边沿变化是EMI的最重要来源。特别是手机应用中所关心的一些频段,如下表所示:基本都在100MHz以上,因此我们需要特别地关注由方波边沿变化所引起的EMI辐射。

  

  图3:手机应用中的一些频段

  对前面传统D类放大器的输出波形,由傅里叶分析可知,方波纳秒级的边沿变化和高频的振铃会引入非常大的高频EMI,严重影响FM、手机模拟电视等的接收效果,容易出现收听杂音或雪花台的情况,让系统工程师颇感头痛。

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