车载音频EMI的产生及典型音频功放AW836XX的解决方案

之前针对 eCall的文章中有提到D类音频功放需要关注EMI问题(点击文章回看《车载eCall系统音频应用解决方案》),在此展开此问题并寻求解决方案。

 

1. EMI定义与分类

电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由电磁辐射发生源产生。

电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference),分传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

 

2. 车载系统EMI需求

CISPR25《用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》本标准是保护用在车上、船上和装置上的接受机免受无线电骚扰,规定了限值和测试方法。目前几乎所有车辆厂商均需求通过此相关标准。下图为CISPR25测试CEC相关测试标准与要求

图1 CISPR25 CEC测试标准说明

 

3.D类音频功放EMI噪声源

① 典型应用电路 


图2 AW836xxTSR-Q1典型应用图


② 噪声源分
D类功放的EMI的干扰源主要是来自三个地方:
1)工作时开关调制频率导致的电源上的纹波抖动
2)开关调制过程中大电流随时间的变化di/dt
3)开关调制过程中电压随时间的变化dv/dt

除此之外,整个PCB板器件的布局以及布线对整个电路系统的EMI都会产生影响。下面将在原理图设计、芯片设计时自身EMI抑制功能、PCB设计分别介绍对EMI的影响分析。


 图3  D类功放噪声源示意


4. EMI的解决方法

① 原理图设计
· 电源噪声滤波网络设计

电源网络噪声处理常用方式可主要分为以下三种:
1)带有共模电感的共模噪声抑制电路
2)Pi型滤波网络
3)由磁珠与电容构成的高频滤波电路

具体电路设计可以依据噪声处理要求进行合理选择。主要电路结构如下图所示。

图4  常用的电源噪声滤波网络

由于D类功放工作时调制产生的电流脉冲会导致PVCC引脚上较大的电压纹波,若不进行处理将会沿导线传导至整个电源网络,如图4所示AW836xxTSR-Q1电源网络做了PI型滤波设计,可有效降低电源上的噪声幅值及高频干扰,示波器实测波形如下。

图5 D类调制引入的噪声

图6 滤波网络处理后的噪声

· 开关噪声整形电路设计

由于芯片引脚,PCB走线,器件杂散参数等寄生参数的存在,高频开关电路中在开关动作瞬间会产生开关振铃。振铃的存在,可能使得开关管承受的电压超过其耐压值而发生击穿;另一方面,开关振铃为远超开关频率的高频振铃,会伴随很高的dv/dt,进而带来传导和辐射的EMI问题,所以尽可能地抑制开关振铃是高频开关电路设计中一个重要环节。由电阻电容组成的RC-Snubber电路可以有效抑制振铃,进而有效抑制EMI。图7为不加RC-Snubber电路的开关波形,图8加RC-Snubber电路的开关波形,对比显示高频振荡得到明显改善。

对EMI的影响如图9,图10。高频效果由不可通过CLASS5等级改善为可通过CLASS5,对EMI效果改善明显。

图7  开关振铃引起的高频振荡

图8  RC-Snubber 电路高频吸收

图9 不加RC的EMI测试 

图10 加RC的EMI测试

· LC滤波电路设计

中大功率音频设计时,考虑EMI指标往往需要加LC滤波器用于抑制调制信号与高频噪声,图2所示LC滤波电路的截止频率计算方式如下:

对于低通滤波电路而言,截止频率外高频信号将以40dB/Dec进行衰减。

  图11 LC滤波电路对基频及谐波抑制
 

② 芯片EMI抑制功能
· 调制频率选择
基于图1所示CISPR25测试标准,300k~530k,1.8M~5.9M等频段并不在测试要求范围内,AW836xxTSR-Q1系列推出调制频率为400kHz/500kHz产品,后续将会推出2.1MHz产品(更小的输出电感与输出电容,更低的成本),可避免因基波能量落在测试范围,从而规避基波能量过大而超限的情况。

· 扩频功能
扩频(Spread Spectrum,SS)是将传输信号的频谱(spectrum)打散到较其原始带宽更宽的一种通信技术,从而将原始频带能量分摊在所扩展的频带已降低基频能量,是EMI抑制常用手段。图13,图14对比测试图展示了扩频功能对EMI的影响。


图12 扩频频谱


图13 不开扩频 EMI测试数据

图14 开启扩频 EMI测试数据
 

· 边沿调整功能

D类功放输出边沿的翻转带来大电流随时间的变化di/dt,电压随时间的变化dv/dt;这些都会影响引入高频噪声,调沿功能即可以调整边沿速率,进而降低Δt时间内电流/电压变化量。

图15,图16对比测试图展示了调沿功能对EMI的影响,高频处的EMI被明显优化。

图15 默认边沿速率 EMI测试数据

图16 边沿调缓 EMI测试数据


③ PCB设计
合理的PCB的布局、布线以及器件选型等对EMI影响至关重要,AW836xxTSR主要从电源网络,输出功率信号做简要说明。

1)完整的地参考平面,以尽量减少发射、串扰和噪声

2)电源网络尽量缩短路径且与系统其他共享电压网络呈星形连接,尽量避免菊花链形式,避免环路的形成

3)电源网络与D类功放输出网络保持一定距离,避免敏感器件的干扰

4)避免90°弯角走线;

5)输出端的LC滤波网络及RC-Snubber吸收电路越靠近芯片越好,降低滤波前的网络长度

6)高频退耦滤波电容建议靠近PA的PVCC引脚摆放,在最小环路路径之内摆放,避免高频去耦失效

7)在L的选型上尽量使用全封闭电感,避免磁泄露导致的磁耦合产生干扰或不必要的损耗

8)电容选用低ESR&ESL型号,电容的地建议就近与主参考地连接,且过孔尽量多,减少过孔带来的寄生振荡

图17 AW836xxTSR PCB布局&布线

图18 完整的地参考平面

登录大大通,了解更多详情,解锁1500+完整应用方案,更有大联大700+FAE在线答疑解惑!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/629289.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

基于STM32的HX711示值放大器接口与驱动程序设计

将HX711示值放大器接口与STM32微控制器进行连接和驱动需要一定的硬件连接和软件编程。在这篇文章中,我们将介绍如何设计基于STM32的HX711示值放大器接口与驱动程序,并提供相应的代码示例。 1. 硬件连接 首先,我们需要将HX711示值放大器与STM…

openlayers [二] 初始化map 以及map的一些参数

文章目录 map 参数效果图代码分析 map 参数 controls 地图的控件 pixelRatio 设备上物理像素与设备无关像素(dip)之间的比率。 interactions 地图的互动 keyboardEventTarget 监听键盘事件的元素。这决定了KeyboardPan和 KeyboardZoom互动的触发时间。例…

残差网络 ResNet

目录 1.1 ResNet 2.代码实现 1.1 ResNet 如上图函数的大小代表函数的复杂程度,星星代表最优解,可见加了更多层之后的预测比小模型的预测离真实最优解更远了, ResNet做的事情就是使得模型加深一定会使效果变好而不是变差。 2.代码实现 impo…

SpringMVC-05

Spring MVC拦截器是在请求到达处理器前或返回客户端前执行的组件,它可以用于拦截和处理请求,实现一些通用的功能。 Spring MVC拦截器可以实现的功能包括: 登录验证:拦截所有请求,检查用户是否已登录,未登录…

网页设计(九)JavaScript基础应用

一、网页中文字的字号选择性改变 单击前初始状态页面 单击“中”链接后页面 文字素材:   JavaScript是一种能让你的网页更加生动活泼的程式语言,也是目前网页中设计中最容易学又最方便的语言。你可以利用JavaScript轻易的做出亲切的欢迎讯息、漂亮的…

web前端第二次

第一题&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html> <head><title>计算奇数和</title> </head> <body><label for"input">请输入一个正整数&#xff1a;</label><input type"number" id"input&qu…

影响CSGO搬砖饰品价格上涨和下跌的原因有哪些

到底哪些情况下CSGO饰品价格会涨&#xff0c;哪些情况会跌&#xff0c;下面是一个混迹steam平台多年的老油条&#xff0c;一点个人见解&#xff0c;不喜吻喷。 首先&#xff0c;CSGO饰品的交易是从市场进行的&#xff0c;市场终究是市场&#xff0c;是自由买卖的&#xff0c;必…

VMware Vsphere 日志:用户 dcui@127.0.01已以vMware-client/6.5.0 的身份登录

一、事件截图&#xff1a; 二、解决办法 原因&#xff1a; 三、解决办法 1.开启锁定模式 2.操作 1、从清单中选择您的 ESXi 主机&#xff0c;然后转至管理 > 设置 > 安全配置文件&#xff0c;然后单击锁定模式的编辑按钮 2、在打开的锁定模式窗口中&#xff0c;选中启…

【Python】P4 异常处理

Python 异常处理 Python 中对于异常的处理主要通过 try-except、finally 和 raise 语句实现。 try-except 语句&#xff1a; 尝试执行一段代码&#xff0c;如果该代码块引发了异常&#xff0c;那么将跳过 try 代码块中剩余的代码&#xff0c;转而执行相应的 except 子句。 …

云服务器 云服务器概述-产品简介-文档中心-腾讯云

腾讯云服务器入门教程包括云服务器CPU内存带宽配置选择&#xff0c;选择云服务器CVM或轻量应用服务器&#xff0c;云服务器创建后重置密码、远程连接、搭建程序环境等&#xff0c;腾讯云服务器网txyfwq.com分享从0到1腾讯云服务器入门教程&#xff1a; 腾讯云服务器入门教程 …

C++中的引用及指针变量

目录 1.1 C中的引用 1.2 C中的指针变量&#xff08;pointer&#xff09; 1.1 C中的引用 C中的引用&#xff08;reference&#xff09;是一种特殊的变量&#xff0c;它是某个已存在变量的另一个名字。引用变量与指针变量类似&#xff0c;但引用变量必须在声明时进行初始化&…

CSDN 年度总结|知识改变命运,学习成就未来

欢迎来到英杰社区&#xff1a; https://bbs.csdn.net/topics/617804998 欢迎来到阿Q社区&#xff1a; https://bbs.csdn.net/topics/617897397 &#x1f4d5;作者简介&#xff1a;热爱跑步的恒川&#xff0c;致力于C/C、Java、Python等多编程语言&#xff0c;热爱跑步&#xff…

Python操作PDF的全面指南

引言&#xff1a; 在现代数字化时代&#xff0c;PDF&#xff08;Portable Document Format&#xff09;已成为一种常见的文档格式。无论是在工作中还是在学习中&#xff0c;我们经常需要处理和操作PDF文件。幸运的是&#xff0c;Python提供了许多强大的库和工具&#xff0c;可以…

「许战海矩阵战略洞察」吉香居给调味品企业带来的战略启示

引言&#xff1a;吉香居通过实施份额化战略和打造形象产品&#xff0c;在调味品行业中取得了成功。但品牌结构需要调整&#xff0c;需要将子品牌整合到吉香居主品牌下&#xff0c;共同提升品牌势能。此外&#xff0c;企业需保持主品牌竞争战略&#xff0c;以实现长期稳定的高速…

transfomer中正余弦位置编码的源码实现

简介 Transformer模型抛弃了RNN、CNN作为序列学习的基本模型。循环神经网络本身就是一种顺序结构&#xff0c;天生就包含了词在序列中的位置信息。当抛弃循环神经网络结构&#xff0c;完全采用Attention取而代之&#xff0c;这些词序信息就会丢失&#xff0c;模型就没有办法知…

进阶Docker4:网桥模式、主机模式与自定义网络

目录 网络相关 子网掩码 网关 规则 docke网络配置 bridge模式 host模式 创建自定义网络(自定义IP) 网络相关 IP 子网掩码 网关 DNS 端口号 子网掩码 互联网是由许多小型网络构成的&#xff0c;每个网络上都有许多主机&#xff0c;这样便构成了一个有层次的结构。 IP 地…

python实现屏幕颜色获取

为了实时监听鼠标移动并输出鼠标当前位置的颜色值&#xff0c;你可以结合使用pyautogui和pynput库。pynput库可以用来监听鼠标事件&#xff0c;而pyautogui则可以用来获取鼠标当前位置的屏幕颜色。 首先&#xff0c;你需要安装这两个库&#xff08;如果尚未安装&#xff09;&a…

FreeBSD上安装mysql数据库

安装前提 1、使用pkg安装mysql有个前提FreeBSD版本12.2及以上。 2、内存最好是8GB及以上 安装 $ pkg search mysql …… mysql80-client-8.0.35 Multithreaded SQL database (client) mysql80-server-8.0.35 Multithreaded SQL database (server) mysql81…

SpringAOP-说说 Spring AOP 和 AspectJ AOP 区别

Spring AOP Spring AOP 属于运行时增强&#xff0c;主要具有如下特点&#xff1a; 基于动态代理来实现&#xff0c;默认如果使用接口的&#xff0c;用 JDK 提供的动态代理实现&#xff0c;如果是方法则使用 CGLIB 实现Spring AOP 需要依赖 IOC 容器来管理&#xff0c;并且只能…