电磁干扰/兼容技术知识：视音频接口的EMI/EMC抑制

MAX95118可以实现所有这些功能。如图2所示，分别给出了高分辨率图形卡输出采用MAX9511，采用L-C滤波器方案，以及无滤波原始输出的EMI特性。

图2. 三种情况下辐射的EMI：a) 无滤波，b) 采用无源LC滤波器，c) 采用MAX9511完备的EMI解决方案(MAX9511)

图3所示的MAX9511图形视频接口为RGB视频提供了一个匹配的、三通道可调EMI滤波器，分辨率范围涵盖VGA至UXGA，通道间偏斜误差小于0.5ns。通过改变单个电阻(Rx)的阻值来实现摆率调整功能。对应不同的VESA分辨率及其采样时钟范围，表1列出了阻值与摆率之间的关系。在图4的电路中，通过I²C控制的电位器MAX54329可提供32级滤波器控制。然而，从表1可以看出，在大多数应用中仅需要3级或4级控制。在最终的EMI/EMC测试中，无需任何机械或电气更改，就可以改善一个产品的EMI性能。

图3. 具有EMI抑制功能的MAX9511 VGA接口

图4. MAX9511驱动多路输出。通过MAX5432 I²C数字电位器控制可调滤波。

表1. MAX9511的摆率、带宽以及Rx电阻值

40 255 35 to 50 SVGA (800 x 600) 45 203 35 to 50 SVGA (800 x 600) 50 158 25 to 30 VGA (640 x 480) > 50 150 25 QCIF

RGB视频输出为低阻抗(ZOUT 1Ω)，加上75Ω的反向端接电阻后，可在远程监视器和坞站之间提供45dB至50dB的隔离。以前，采用这种方法驱动两路不同的输出时，需要一个开关，以避免L-C滤波器输出连接较长的未端接分支。如图4所示，可以看出MAX9511是如何检测输出负载的，输出负载连接与否会使输入端的DAC端接阻抗产生的明显变化。驱动RGB输入的视频控制器能检测到这种阻抗变化，如果未接负载，则通过关断引脚来关闭视频输出和同步输出。DDC一直处于常开状态，以支持即插即用，驱动器还具有电平转换功能，可将低压控制器电平转换为标准的5V接口电平。同步驱动器具有50Ω (典型)输出阻抗，可采用外部电容来限制边沿摆率(图4)。同步抖动(不加电容情况下)一般小于0.5ns。视频性能还包括：+6dB增益，50dB的SNR，0.036%的线性误差和小于1%的过冲/下冲(具有出色的阻尼响应特性)。音频和EMI

音频接口要在不产生EMI的情况下获得效率和性能，要解决一系列不同的问题。在便携式应用中，我们想要最大限度延长电池寿命，而不期望效率低下的设计产生热量，因此D类放大器得到了广泛应用。问题是D类放大器使用PWM来实现高效率，这与开关电源很相似。使用非屏蔽扬声器连线接至输出端时，连线会像天线一样辐射EMI。尽管时钟频率(典型值为300kHz至1MHz)高于音频频谱，但它是一个具有大量谐波分量的方波。用来滤除该谐波分量的滤波器尺寸比较大，而且成本又高。在膝上型电脑等便携应用中，由于尺寸原因，这不是一个可行的解决方案10。

一般的设计拓扑无法同时解决这两个问题。为使输出音频功率达到最大，便携式应用采用桥接负载(BTL)的连接方式，此时扬声器的两根连线都得到有效驱动(图5)。在D类放大器中，利用比较器监视模拟输入电压，将输入电压与一个三角波进行比较。当三角波的幅度高于音频输入电压时，比较器翻转，同时反相器产生互补的PWM波型来驱动BTL输出级的另一侧。由于采用了这种BTL拓扑，输出滤波器实际上需要两倍于单端音频输出的元件数量：两个电感(L1和L2)和两个电容(C1和C2)。这两个电感需要处理峰值输出电流，因此尺寸都比较大，并占据了大部分空间。