利用PCB布局技术实现音频放大器的RF噪声抑制

2011-04-22 13:32:11来源:互联网



图2. MAX9750C扬声器放大器的RF抑制能力测试结果：噪声基底 = 94.4dBV。
注：图2给出了MAX9750 IC的典型RF抑制能力。天线信号强度、电缆长度及扬声器类型等一些外部因素也会影响RF抑制性能。
我们也可以采用一些高成本的方法，比如在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ESR电容。这些方法效果显著，但成本较高。如果可以确定RF噪声的来源，则无需使用高成本解决方案。 总结 RF抑制能力较差的音频放大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，则可以采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信号波长的1/4。如果需要提高RF抑制能力，可以采用一个小电容将IC引脚直接接地(即使该引脚上已连接了大电容)，并在易受影响的放大器引脚附近铺上地层。最后，使大功率RF系统模块远离易受影响的音频放大器引脚。在采取这些措施之后，将消除“讨厌”的音频解调“嗡嗡”声。
* 自谐振时，容性和感性阻抗互相抵消，只留下阻性分量。自谐振频率为：

附录 为获得精确的、具有可重复性的测试结果，我们需要将被测件(DUT)置于一个已知强度的RF场中。Maxim已开发了一套测试方法：利用一个RF屏蔽试验室、一个信号发生器、RF放大器以及一个场强检测仪来测量RF敏感度以得到可靠的可重复测试结果。

图A. RF噪声抑制能力测量电路
上面的图A是典型的运算放大器测试装置(op-amp)。 放大器的同相输入通过1.5英寸环线(模拟PCB引线)短路至地。我们选择了标准的1.5英寸的输入引线，这样可以对多个Maxim的放大器的RF抑制能力进行比较(注：DUT至输入源之间的输入引线在系统敏感频率范围内具有天线效应)。放大器的输出端接有预先设定的负载。然后，放大器被置于屏蔽试验室内。Maxim的RF屏蔽试验系统模拟出一个RF环境，在放大器的输出端对解调信号进行监测。

图B. Maxim的RF抑制测试方法
图B显示了Maxim的RF屏蔽试验系统，该系统模拟出RF抑制试验所需的RF场环境。 测试腔体与法拉第腔的屏蔽室类似，将被测件与外部电场隔离起来。
完整的测试系统包含以下设备： 利用计算机设置信号发生器输出的频率范围、调制比和调制类型，以及RF功率放大器的功率输出。调制信号被馈送到相应的功率放大器(OPHIR 5124：20MHz至1000MHz，20W或OPHIR 5173：1GHz至3GHz，50W)，并通过定向耦合器和功率计测量并监视放大器的输出。所定义的RF场在测试室内均匀辐射。
测试时，Maxim将被测器件置于屏蔽室的中心。场强检测仪对被测件所处的50V/m均匀场强进行连续检测。所采用的信号是频率介于100MHz和3GHz之间变化的RF正弦波，与1kHz的音频频率进行调制，调制度为100%。 通过测试室的接入端口为被测件供电，并通过接入端口连接输出监测装置。利用Fluke万用表(单位使用dBV)来实时监测解调的1kHz信号幅度。当RF正弦波频率按预先的设定在100MHz和3GHz之间变化的同时，对Fluke万用表的报告结果进行记录。图C是100MHz至3GHz扫频的测试结果。

图C. MAX9750 RF抑制测试结果