射頻干擾問(wèn)題研究

　目前，音頻放大器受射頻強(qiáng)電場(chǎng)干擾的機(jī)會(huì)是越來(lái)越多。許多音頻放大器在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮到高頻信號(hào)干擾問(wèn)題，因此很容易將射頻載波信息解調(diào)進(jìn)音頻頻帶中，從而造成射頻干擾。


　　對(duì)GSM來(lái)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題尤其突出，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/GSM">GSM采用了時(shí)分復(fù)用多址技術(shù)，多部電話可以與基站同時(shí)通信。GSM話機(jī)以217Hz的調(diào)頻頻率突發(fā)傳送數(shù)據(jù)，因此形成了217Hz調(diào)制的強(qiáng)電場(chǎng)。這些話機(jī)中的放大器要么必須抑制217Hz的射頻載波調(diào)制包絡(luò)，要么必須采取適當(dāng)?shù)碾姶牌帘未胧⒋穗妶?chǎng)屏蔽掉。

　　連接放大器和音源的輸入導(dǎo)線起著天線的作用，很容易拾取發(fā)射機(jī)的射頻信號(hào)，從而使該射頻信號(hào)成為放大器輸入信號(hào)的一部分。因?yàn)?00MHz的射頻波長(zhǎng)為30cm，因此一段7.5cm長(zhǎng)的導(dǎo)線(理論上)將成為一個(gè)高效率的四分之一波長(zhǎng)天線(相對(duì)于900MHz)。3.5cm的四分之一波長(zhǎng)天線也很容易拾取到1.9GHz的GSM發(fā)射信號(hào)。而PCB上的信號(hào)導(dǎo)線長(zhǎng)度一般非常接近這一頻率范圍信號(hào)的四分之一波長(zhǎng)，因此音頻放大器很容易接收到高頻干擾信號(hào)。

　　可以采用以下方法來(lái)減少射頻噪聲影響：

　　* 將音頻放大器集成到基帶器件中

　　這樣
做可以縮短音源和放大器之間的路徑，使得放大器的輸入導(dǎo)線不再成為GSM發(fā)射頻率的有效天線，這樣射頻干擾也就形不成音頻噪聲。但在基帶IC中使用的低成本耳機(jī)放大器一般聲音質(zhì)量較差。因?yàn)槎鷻C(jī)中的放大器是由單電源供電的，因此在將放大器輸出信號(hào)連接到耳機(jī)揚(yáng)聲器時(shí)必須使用隔直流電容。這個(gè)電容不僅占用電路板空間，還會(huì)降低低頻響應(yīng)性能，并增加音頻失真。

　　另外，耳機(jī)放大器的集成還會(huì)使敏感的模擬電路更靠近噪聲較高的數(shù)字電路，從而使得放大器的正確接地變得更加困難。

　　* 優(yōu)化電路板設(shè)計(jì)

　　通過(guò)仔細(xì)地設(shè)計(jì)電路版圖來(lái)確保良好的音質(zhì)和較低的射頻敏感性。將放大器的輸入導(dǎo)線布放在兩個(gè)地平面之間，從而實(shí)現(xiàn)與外部射頻電場(chǎng)的隔離。為了降低由輸入導(dǎo)線形成的天線的效率，可以將走線長(zhǎng)度控制在遠(yuǎn)小于最高射頻頻率的四分之一波長(zhǎng)。

　　另外，放大器的供電回路也能拾取射頻信號(hào)。電路板設(shè)計(jì)師通常使用旁路電容來(lái)減少電源上的噪聲，但在射頻頻率點(diǎn)上，這類電容的自感會(huì)降低它們的旁路效果。圖中給出了1?F和10pF陶瓷電容的阻抗頻率特性。在音頻頻率范圍內(nèi)，1?F電容對(duì)地有更小的阻抗，因此能夠提供更好的噪聲抑制。但在1MHz以上時(shí)，其自感的作用開(kāi)始勝過(guò)電容的作用，因此阻抗開(kāi)始增加。通常需要在1?F電容旁并聯(lián)一個(gè)10pF電容，后者就可以旁路掉1?F電容在GSM頻率范圍內(nèi)的自感。

　　* 采用不受射頻影響的音頻放大器。

　　這也許是最簡(jiǎn)單的解決方案，在一些情況下無(wú)需增加成本和電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜性就能解決問(wèn)題，比如MAX9724耳機(jī)放大器就不容易受射頻電場(chǎng)的干擾。

　　綜上所述，在某些情況下一般只需采用上述的某一技術(shù)，但有時(shí)尚嫌不足。如果聯(lián)合運(yùn)用不易受射頻影響的放大器和優(yōu)化的電路版圖設(shè)計(jì)，就可以確保能夠消除射頻噪聲的干擾，即使在最惡劣的環(huán)境中也沒(méi)有問(wèn)題。