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功放电路PCB布线的问题及防治措施

时间:12-08 来源:互联网 点击:

拾取并放大,产生交流声。增加地线线宽、背锡处理只能在一定程度上减弱地线干扰,但收效并不明显。有部分未严格将地线分开的PCB由于地线宽、走线很短,同时放大级数很少、退耦电容容量很小,因此交流声尚在勉强可接受范围内。

2.正确的布线方法是:

1)主滤波电容引脚作为集中接地点,强、弱信号地线严格区分开,在总接地点汇总。下面以最常见的LM1875(TDA2030A)为例,以生产商推荐线路说明一下:

2030A推荐线路图

图中R1、R2是输入落地电阻,C2是直流反馈电容,接地点是小信号地,标记为蓝色,;C3、C4、C6、C7是退耦电容,接地端标记为红色,属电源地。正确的接地方式为:三个小信号接地点可混合在一条地线上,四个电源地汇集为另一条地线,电源地与小信号地在总 接地点处汇合,除总接地点外,两种地不得有其他连通点!

2)功放输出端的茹贝尔(zobel)移相网络(R5、C5)接地点处理方法较特殊,该接地点如并入电源地,地线电压扰动将经R4反馈至LM1875反相输入端,引起交流声;而并入小信号地的话,由于信号的相位、强度不一致,将导致音乐信号质量严重下降。因此,如印 刷电路板空间允许,最好能单独走线。下面结合几张实际的PCB板图来详细说明:

TDA2030 PCB图

这张PCB图中,存在明显的地线设计错误,小信号地与电源地完全重合,因此该板必然存在交流噪声,且不受音量电位器控制。图中C2、C3、C4、C5是退耦电容,C7、R2、C6、JP1第一脚、JP2第三脚等五个接地点则属小信号地,大小信号地重叠后通过跳线引至C8、C9的总接地点。同时,zobel移相网络接地点(C1第二脚)也混杂在一条地线上,必然使 实际情况更加复杂。

LM4766 PCB图

该图中,C5、C11、C12为OP退耦电容,接地端属电源地,图中用红色细线标记出电流走向;而R5、R6、R7、R9等HPF电路电阻接地端属小信号地,与C5、C11、C12等退耦地共用一条地线走线的话,退耦电容工作电流与地线内阻引起的压降势必会叠加在R5、R6、 R7、R9接地端,引发交流声甚至自激。

3)一张地线布线正确的PCB图,如下图:

地线布线PCB图

这张PCB中,大小信号地严格分开,同时采用了一些其他降噪手段,信噪比例很高,输入端开路时,实测输出端残留噪音不高于0.3mV,夜深人静时耳朵贴在扬声器单元上也没有任何噪声。为看图方便,仅画出一声道的地线做示范。C9、R1、C10及信号输入插座接地端是小信号地,通过红色地线接至总接地点,左侧地线是扬声器及zobel网络地,右侧地线是退耦电容的电源地,三条地线在主滤波电容C4的2脚汇合,实现真正意义上的“一点接 地”.

三、机械杂音及防治措施

1.机械噪声

有源音箱将音箱与放大器集成在一起,因此有部分噪声是特有的。最常见的机械噪音来源是电源变压器。前面说过,电源变压器工作过程是“电-磁-电”转换的过程,电磁转换过程中,除产生磁泄露外,交变磁场会引起铁芯震动。老式镇流器日光灯工作时镇流器会发出嗡嗡声,使用日久后声音还会增大,就是因为铁芯受交变磁场吸斥而引发震动。

制作精良的变压器,铁芯压的很紧,同时在下线前要经过真空浸漆工艺处理,交变磁场引起的铁芯震动很小;如变压器铁芯松动、未压实,通电时引起的振动会比较强(想象一下理发店的电推子)。许多低价变压器为节约工时仅做“蘸”漆而未做“真空浸漆”处理,铁芯振动更严重。音箱箱体有一定的助声腔作用,变压器振动引起的空气扰动传导到扬声器振膜上,听起来与电磁干扰引起的噪音非常相似。年前修理一套交流声严重的有源音箱,遍查电路找不到原因,无意中将扬声器连线碰断,噪音几乎未降低,最终确认是变压器作怪。

这种情况在有源音箱上是普遍存在的,变压器品质高低只对最终引起的振幅大小有影响,即使价格非常昂贵的电源变压器也存在振动,因此绝大多数有源音箱主箱噪音水平逊于副箱。

2.电源变压器导致的机械杂音防治措施:

1)选择品质较好、工艺严谨的变压器,降低变压器自身振动,这也是最有效的措施

2)在变压器与固定板之间增加减震层,选用弹性的软

性材料如橡胶、泡棉等,切断变压器与箱体之间的震动耦合通道。

3)选择有一定功率裕量的变压器,变压器工作越接近额定上限,震动越大。功率裕量大的变压器不易出现磁饱和,长期工作稳定性好,发热量相对较小。

还有种常见的机械噪声来源于电位器。市售有源音箱绝大多数使用旋转式碳膜电位器,随使用时间的推移,电位器金属刷与膜片之间会因灰尘沉积、膜片磨损产生接触不良,在转动电位器时会有很大的噪音产生,磨损严重的电位器甚至在不转动时也会有噪声。

另外,还有些较特殊的动态杂音需简述一下:

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