減少射頻載波干擾提高語音質量
目前,音頻放大器受射頻強電場干擾的機會是越來越多。許多音頻放大器在設計時并沒有考慮到高頻信號干擾問題,因此很容易將射頻載波信息解調進音頻頻帶中,從而造成射頻干擾。對GSM來說這個問題尤其突出,因為GSM采用了時分復用多址技術,多部電話可以與基站同時通信。GSM話機以217Hz的調頻頻率突發傳送數據,因此形成了217Hz調制的強電場。這些話機中的放大器要么必須抑制217Hz的射頻載波調制包絡,要么必須采取適當的電磁屏蔽措施將此電場屏蔽掉。
連接放大器和音源的輸入導線起著天線的作用,很容易拾取發射機的射頻信號,從而使該射頻信號成為放大器輸入信號的一部分。因為900MHz的射頻波長為30cm,因此一段7.5cm長的導線(理論上)將成為一個高效率的四分之一波長天線(相對于900MHz)。3.5cm的四分之一波長天線也很容易拾取到1.9GHz的GSM發射信號。而PCB上的信號導線長度一般非常接近這一頻率范圍信號的四分之一波長,因此音頻放大器很容易接收到高頻干擾信號。
可以采用以下方法來減少射頻噪聲影響:
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線不再成為GSM發射頻率的有效天線,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放大器一般聲音質量較差。因為耳機中的放大器是由單電源供電的,因此在將放大器輸出信號連接到耳機揚聲器時必須使用隔直流電容。這個電容不僅占用電路板空間,還會降低低頻響應性能,并增加音頻失真。
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線不再成為GSM發射頻率的有效天線,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放大器一般聲音質量較差。因為耳機中的放大器是由單電源供電的,因此在將放大器輸出信號連接到耳機揚聲器時必須使用隔直流電容。這個電容不僅占用電路板空間,還會降低低頻響應性能,并增加音頻失真。
優化電路板設計
通過仔細地設計電路版圖來確保良好的音質和較低的射頻敏感性。將放大器的輸入導線布放在兩個地平面之間,從而實現與外部射頻電場的隔離。為了降低由輸入導線形成的天線的效率,可以將走線長度控制在遠小于最高射頻頻率的四分之一波長。
另外,放大器的供電回路也能拾取射頻信號。電路板設計師通常使用旁路電容來減少電源上的噪聲,但在射頻頻率點上,這類電容的自感會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,1?F電容對地有更小的阻抗,因此能夠提供更好的噪聲抑制。但在1MHz以上時,其自感的作用開始勝過電容的作用,因此阻抗開始增加。通常需要在1uF電容旁并聯一個10pF電容,后者就可以旁路掉1uF電容在GSM頻率范圍內的自感。
采用不受射頻影響的音頻放大器
這也許是最簡單的解決方案,在一些情況下無需增加成本和電路板設計的復雜性就能解決問題,比如MAX9724耳機放大器就不容易受射頻電場的干擾。
綜上所述,在某些情況下一般只需采用上述的某一技術,但有時尚嫌不足。如果聯合運用不易受射頻影響的放大器和優化的電路版圖設計,就可以確保能夠消除射頻噪聲的干擾,即使在最惡劣的環境中也沒有問題。
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