如何利用pcb布局技术实现音频放大器rf噪声抑制

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1、RF抑制亦即RF敏感度，它已成为手机及笔记木电脑的音频领域中和PSKK、THD+N及SNK—样重要的设计要素。蓝牙技术正逐渐作为屮耳机和话筒的无线串行电缆替代万案极用于移动设备中。采用TEEE802.llb/g协议的无线局域网（WLAN）技术也己成为个人电脑和笔记本电脑的細准配置。GSM、PCS和DECT技术中的TDMA多路S用会引入较大的RF十扰。当今密集的RF环境引发了业界对电子电路RF敏感度和RF对整体系统完整性影响的关注。音频放人器即足一个对KF敏感的系统模块。音频放人器会对RF载波进行解调，卯在其输出端再生出调制信号及其谐波成分。某些频率会落入芑频苯带的范围，从而

2、在系统的扬声器输出端产生川户不希望听见的“嗡嗡”声。为了避免此问题，系统设计员必需充分了解所选放大器1C的局限性及其相应的PCB布局。本文将指导设计人员如何优化音频放大器电路板的KF抑制能力。寻找KF噪声的来源良好的布局（即，较好的RF抑制能力）的关键，首先要确认RF耦合噪声的来源。如果所选的音频放大器有评估板，则可利用评估板检查各引脚的RF敏感度。选择一个所感兴趣的频率，例如WLAN应用中的2.4GHz。根据天线原理，引线长度为1.2英寸（2.4GHzRF信号的四分之一波长）的天线在2.4GHz频率时效率很高。l=c/（4氺f）其中1=长度，c=3X108,f=频率。截取

3、一段1.2英、j•的导线并将其且接焊在1C的一个引脚上，测量（见附录）TC在感兴趣的频率（2.4GHz±10%）的RF抑制能力。取下1.2英寸引线并将其焊接到放大器的另一个引脚上，重复RF测朵过程。请确保每次测试的条件均保持一致。用这种方法继续测贤，莨至1.2英寸引线接到放大器的每个引脚，并且记录下在感兴趣频率下的KF测;g结果。敁后,引脚不连接天线的情况下，测量1C的RF抑制能力。敁后一次测试为我们提供Y—个放大器性能的菽准。将该测试结果与先前的测试结果进行比较，可以得出对RF解调信号最为敏感的放人器引脚。利用这些数据，我们可以对PCB的设计进行优化，减少被耦合到放大器引

4、脚的KF噪声。MAX9750实例分析：工程评估结果表明MAX97501C中KF敏感度最高的九个引脚：INL、INR、BIAS、VOL、BEEP、OUTL和OUTR。电容的作用举所选IC的BIAS引脚为例。假定BIAS引脚4:所感兴趣的频率下的RF抑制能力较差,则首先最该考虑的PCB设计是缩短从BIAS引脚至去耦电容之间的引线长度。如来在优化引线长度后KF解调情况还不现想，则考虑在放人器引脚增加一个小的旁路电容（人约10pF至100PF）到地。电界的阻抗特性可在系统最敏感的频率上（在木例屮为2.4GHz）形成陷波滤波器。请参考閔1中电容模型（C1）的阻抗特性。图1非理想电界模

5、型FrequencysuCQpedEI图2非理想电容模型，阻抗特性如果C1为理想屯容，则阯抗特性会随着频率的提升而下降(XC=1/[2xfxC])。但是，实际应用中并不存在理想电容。非理想电容模型(阁2)的阻抗在自谐振频率*下陷，然后随着频率开始上升。当频率人于fo吋，则电感分景开始增加(XL=2xfxL)o如果将电界作为滤波器使用，当接近或高于Kfci谐振频率时，则此种特性将会令滤波效果变差。俱是，如果选择电容将特定的高频分S夯路接地，则此时电容的自谐振特性就吋以派上川场了。控制输入引脚的噪声通常，音频放人器的输入引脚总是RF耦合噪声的源头，所以要确保输入引线的长度小于系

6、统的KF信号波长的1/4。安静的地层同时也会减少耦合到输入引脚的RF噪声。应在1C的各个输入引线周围布满安静的地足。此接地S有助丁所选音频放大器的输入引脚与任意高频RF信号的隔离。我们也可以采用一些高成本的方法，比如4:RF敏感度较高的放大器针脚上增加LC滤波器或在电路板中增加低ESK电容。这些方法效果显著，但成本较高。如果可以确定KF噪声的來源，则无需使用高成本解决方案。本文小结RE抑制能力较差的&频放人器会影响整个系统设计的完整性。如果能够找到问题的根源所在，则可以釆取适当的措施以避免音频RF解调。通常情况下，输入端、输出端、偏置端和电源端的引线应小于系统RF倌号波长的

7、1/4。如果需要提高RF抑制能力，可以采用一个小电容将1C引脚直接接地（即使该引脚上已连接了大电容），并4:场受影响的放大器引脚附近铺上地层。最r,使人功率RF系统模块远离从受影响的片频放人器引脚。在采取这些措施之后，将消除“讨厌”的音频解调“嗡嗡”声。