利用PCB布局技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻放大器的RF噪聲抑制

2011-04-22 13:32:11來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)



圖2. MAX9750C揚(yáng)聲器放大器的RF抑制能力測(cè)試結(jié)果：噪聲基底 = 94.4dBV。
注：圖2給出了MAX9750 IC的典型RF抑制能力。天線信號(hào)強(qiáng)度、電纜長(zhǎng)度及揚(yáng)聲器類型等一些外部因素也會(huì)影響RF抑制性能。
我們也可以采用一些高成本的方法，比如在RF敏感度較高的放大器針腳上增加LC濾波器或在電路板中增加低ESR電容。這些方法效果顯著，但成本較高。如果可以確定RF噪聲的來(lái)源，則無(wú)需使用高成本解決方案。 總結(jié) RF抑制能力較差的音頻放大器會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性。如果能夠找到問(wèn)題的根源所在，則可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┮员苊庖纛lRF解調(diào)。通常情況下，輸入端、輸出端、偏置端和電源端的引線應(yīng)小于系統(tǒng)RF信號(hào)波長(zhǎng)的1/4。如果需要提高RF抑制能力，可以采用一個(gè)小電容將IC引腳直接接地(即使該引腳上已連接了大電容)，并在易受影響的放大器引腳附近鋪上地層。最后，使大功率RF系統(tǒng)模塊遠(yuǎn)離易受影響的音頻放大器引腳。在采取這些措施之后，將消除“討厭”的音頻解調(diào)“嗡嗡”聲。
* 自諧振時(shí)，容性和感性阻抗互相抵消，只留下阻性分量。自諧振頻率為：

附錄 為獲得精確的、具有可重復(fù)性的測(cè)試結(jié)果，我們需要將被測(cè)件(DUT)置于一個(gè)已知強(qiáng)度的RF場(chǎng)中。Maxim已開(kāi)發(fā)了一套測(cè)試方法：利用一個(gè)RF屏蔽試驗(yàn)室、一個(gè)信號(hào)發(fā)生器、RF放大器以及一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)儀來(lái)測(cè)量RF敏感度以得到可靠的可重復(fù)測(cè)試結(jié)果。

圖A. RF噪聲抑制能力測(cè)量電路
上面的圖A是典型的運(yùn)算放大器測(cè)試裝置(op-amp)。 放大器的同相輸入通過(guò)1.5英寸環(huán)線(模擬PCB引線)短路至地。我們選擇了標(biāo)準(zhǔn)的1.5英寸的輸入引線，這樣可以對(duì)多個(gè)Maxim的放大器的RF抑制能力進(jìn)行比較(注：DUT至輸入源之間的輸入引線在系統(tǒng)敏感頻率范圍內(nèi)具有天線效應(yīng))。放大器的輸出端接有預(yù)先設(shè)定的負(fù)載。然后，放大器被置于屏蔽試驗(yàn)室內(nèi)。Maxim的RF屏蔽試驗(yàn)系統(tǒng)模擬出一個(gè)RF環(huán)境，在放大器的輸出端對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

圖B. Maxim的RF抑制測(cè)試方法
圖B顯示了Maxim的RF屏蔽試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)模擬出RF抑制試驗(yàn)所需的RF場(chǎng)環(huán)境。 測(cè)試腔體與法拉第腔的屏蔽室類似，將被測(cè)件與外部電場(chǎng)隔離起來(lái)。
完整的測(cè)試系統(tǒng)包含以下設(shè)備： 利用計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率范圍、調(diào)制比和調(diào)制類型，以及RF功率放大器的功率輸出。調(diào)制信號(hào)被饋送到相應(yīng)的功率放大器(OPHIR 5124：20MHz至1000MHz，20W或OPHIR 5173：1GHz至3GHz，50W)，并通過(guò)定向耦合器和功率計(jì)測(cè)量并監(jiān)視放大器的輸出。所定義的RF場(chǎng)在測(cè)試室內(nèi)均勻輻射。
測(cè)試時(shí)，Maxim將被測(cè)器件置于屏蔽室的中心。場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)儀對(duì)被測(cè)件所處的50V/m均勻場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。所采用的信號(hào)是頻率介于100MHz和3GHz之間變化的RF正弦波，與1kHz的音頻頻率進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制度為100%。 通過(guò)測(cè)試室的接入端口為被測(cè)件供電，并通過(guò)接入端口連接輸出監(jiān)測(cè)裝置。利用Fluke萬(wàn)用表(單位使用dBV)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)解調(diào)的1kHz信號(hào)幅度。當(dāng)RF正弦波頻率按預(yù)先的設(shè)定在100MHz和3GHz之間變化的同時(shí)，對(duì)Fluke萬(wàn)用表的報(bào)告結(jié)果進(jìn)行記錄。圖C是100MHz至3GHz掃頻的測(cè)試結(jié)果。

圖C. MAX9750 RF抑制測(cè)試結(jié)果