功放電路PCB設計中存在的問題及預防措施

簡介： 噪聲和放大器密不可分。 降低噪聲的目的是將其降低到可接受的范圍，而不是完全消除。 也就是說，信噪比只能盡可能提高，而不能無限提高。 接下來我們就簡單分析一下噪聲的來源和機理，然后學習一些經過實踐檢驗的行之有效的防治措施。 PCB設計及PCB加工廠家講解功放電路PCB設計中存在的問題及防范措施。

有源揚聲器是揚聲器和放大器的組合。 因此，有源音箱的噪聲分析與一般功放的噪聲分析類似。 HIFI功放可供分析處理時參考。

放大器不可避免地伴隨著噪聲。 本次討論的目的是將噪音降低到可接受的范圍，而不是完全消除噪音。 也就是說，信噪比只能盡可能提高，而不能無限提高。 接下來我們就簡單分析一下噪聲的來源和機理，然后學習一些經過實踐檢驗的行之有效的防治措施。

一、電磁干擾及預防措施

1、電磁干擾

電磁干擾的主要來源是電源變壓器和空間雜散電磁波。

除少數特殊產品外，大多數有源音箱都是由市電供電，因此必須使用電源變壓器。 電源變壓器的工作過程是一個“電磁電”轉換過程，其中必然會產生漏磁。 變壓器的漏磁被放大電路拾取并放大，最終表現為揚聲器發出的交流聲音。

電源變壓器常見規格有EI型、環型和R型。 從音質或電磁泄漏的角度來看，這三種變壓器各有優缺點，不能簡單地判定。

EI變壓器是最常見、應用最廣泛的變壓器。 深圳各大音響廠家基本都采用EI變壓器。 漏磁主要來源于E、I型鐵芯之間的氣隙和線圈本身的輻射。 EI型變壓器的漏磁是有方向性的，如下圖所示。 X、Y、Z軸三個方向上，線圈軸Y軸干擾最強，Z軸干擾最弱。 X軸的輻射位于Y和Z之間，因此實際使用中Y軸不宜與電路板平行。

環形變壓器：

由于環形變壓器中沒有氣隙，線圈均勻地纏繞在鐵芯上，理論上漏磁很小，不存在線圈輻射。 但由于環形變壓器沒有氣隙，其抗飽和能力較差，當市電中有直流分量時很容易產生飽和，產生較強的漏磁。 我國很多地區電波畸變嚴重，所以很多用戶感覺環型變壓器并不比EI型變壓器好，甚至更差。 所謂環型變壓器根本沒有漏電，要么是被媒體誤導，要么是廠家為了商業宣傳的需要而捏造的。 環形變壓器漏磁極低的說法只有在市場波形為嚴格的正弦波時才成立。 另外，環形變壓器在引線處也會產生較強的漏磁，因此環形變壓器的漏磁也是有方向性的。 環形變壓器實際安裝時，會旋轉一定角度以獲得最高信噪比。

R型變壓器可以簡單地看成截面為圓環型變壓器，但線圈繞制工藝上有差異。 散熱條件遠優于環型變壓器。 鐵芯逐漸打開，又逐漸閉合。 R型變壓器的電磁泄漏與環形變壓器相似。 由于每匝導線長度比環形變壓器短，并且可以緊貼鐵芯繞制，因此上述三類變壓器中R型變壓器的銅損是最小的。

二、電磁干擾主要防治措施：

1) 降低輸入阻抗。

電磁波主要由電線和PCB布線拾取。 在一定條件下，導線拾取的電磁波基本上可以視為恒定功率。 根據P=U^U/R推導，感應電壓與電阻值的平方成反比，即放大器的低阻抗有利于減少電磁干擾。

2）增強高頻抗干擾能力

鑒于雜散電磁波大部分為中高頻信號的特點，在放大器輸入端對地增加磁片電容，電容值可以在47～220P之間選擇。 數百皮電容值的電容頻率轉折點比音頻范圍高兩三個數量級，對有效音頻頻段的聲壓響應和聽感影響可以忽略不計。

3）注意電源變壓器的安裝方法

使用質量好的電源變壓器，變壓器與PCB的距離盡量遠，調整變壓器與PCB的方位，變壓器敏感端與放大器遠離； EI型電源變壓器各個方向的干擾強度不同，因此盡量避免干擾強度最強的Y軸方向與PCB對齊

4）金屬外殼必須接地

對于HIFI獨立功放來說，有設計規范的產品在機箱上都有獨立的接地點，實際上是憑借機箱的電磁屏蔽作用來減少外界干擾； 對于常見的有源音箱來說，兼作散熱器的金屬面板也需要接地； 有條件的情況下，音量和音調電位器的外殼應盡量接地。 實踐證明，該措施對于工作在惡劣電磁環境下的PCB非常有效。 

----PCB設計及PCB加工廠家講解問題及解決辦法。