无电感D类音频应用实现极低EMI的技术方案

　　不过又出现了另外一个问题，图8显示振荡加剧了2MHz~4MHz的频带噪声(如果D类输出电流增加的话，振荡会更加严重)。从理论上讲，谐波分量越高，振幅应该越小，但是，滤波器的谐振频率点改变了这一情况。我们看一下图7.a，与设置4相比，设置3在2MHz~5MHz频带具有更好的噪声抑制能力。最终，设置3在减少振荡方面表现出最佳的调优效果，并且获得了较低的边缘速率，及良好的2MHz~5MHz的EMI裕量。

　　图8 振荡加剧2MHz~4MHz 频带噪声(设置4)

　　PCB布局

　　图9为TI无电感D类音频参考设计电路板(TPA3140D2)。图10是典型的输出应用电路原理图。

　　a. 滤波器PCB面积(无电感) b. 滤波器PCB空间(带电感)

　　图9 TPA3140 EVM板(左)节约了很多滤波器PCB空间

　　图10 TPA3140典型输出应用电路原理图

　　滤波器PCB布局

　　为尽可能减少滤波器电流回路(电流回流至GND)，确保电流环路小。

　　1)将铁氧体磁珠尽可能靠近输出引脚。

　　2)尽量减少滤波器接地的电流回路(C8至D类接地引脚)

　　3)尽量确保滤波器和D类设备的底层是一个完整的接地层。

　　4)如果要添加佐贝尔网络来减少振荡，将佐贝尔网络尽可能靠近滤波器。

　　5)将缓冲电路尽可能靠近设备的输出引脚。

　　铁氧体磁珠 设备接地引脚 铁氧体磁珠(上中下)

　　图10 滤波器布局

　　PVCC布局

　　顶层 底层

　　图11 PVCC布局

　　结论

　　TI最新无电感D类立体声放大器(TPA3140)使无电感设计在中等功率D类应用中得以实现。根据不同的扬声器线长度和输出功率(电流)要求，音响系统工程师可以使用本文中讲到的一些电路板电平调谐技术，包括铁氧体磁珠选择原则(降低边缘速率)、佐贝尔网络调谐方法(减少振荡)以及适当的PCB布局等，最终，在客户系统级测试中，得以使TPA3140实现足够的EMI裕量。目前用户设计获得的反馈显示，TI TPA3140是一款真正的无电感中等功率D类音频放大器，可以帮助客户在降低系统BOM成本、更小的PCB尺寸、良好的EMC裕量及稳定良好的音频性能等方面取得最佳平衡。