功放PCB布线注意事项及接地问题.doc

[2006-02-0610:48:01|Author:Admin]FontSize:Large|Medium|,,;,公司供的都是同一个产品,但是在其他客户那里信噪比问题处理得就非常好,基本上与有线音响相差无几。在这里,公司在调试无线音响样机实践中总结出的一些经验与大家分享。顾名思义,有源音箱就是音箱与放大器的组合,因此有源音箱噪音分析与一般放大器噪音与放大器近似,分析、处理时可借鉴HIFI放大器。噪音与放大器相生相伴,是无可避免的,这里讨论降低噪音,目的是将其降低至可接受的范围,而不是、也无法将其彻底根除,换句话说,信噪比只能尽量提高,但不能无限大。有源音箱的噪音按来源可粗略分为电磁干扰、地线干扰、机械噪声与热噪声几类,下面来从噪音产生根源与机理方面简要分析一下,并提出一些经实践检验行之有效的解决方案,以期能对各大音响厂家工程师能所帮助。一、电磁干扰电磁干扰主要来源是电源变压器和空间杂散电磁波。有源音箱除极少数特殊产品外,多数是由市电提供电源,因此必然要使用电源变压器。电源变压器工作过程是一个“电—磁—电”的转换过程,在电磁转换过程中必然会产生磁泄露,变压器泄磁被放大电路拾取放大,最终表现为由扬声器发出的交流声。电源变压器常见规格有EI型、环型和R型,无论是从音质角度还是从电磁泄露角度来看,这三种变压器各有优缺点,不能简单判定优劣。 EI型变压器是最常见、应用最广的变压器。深圳各大音响制作厂家基本上是采用EI变压器。磁泄露主要来源E与I型铁心之间的气隙以及线圈自身辐射。EI型变压器磁泄露是有方向性,如下图所示,X、Y、Z轴三个方向上,线圈轴心Y轴方向干扰最强,Z轴方向最弱,X轴方向的辐射介于Y、Z之间,因此实际使用时尽量不要使Y轴与电路板平行。环型变压器环型变压器由于不存在气隙、线圈均匀卷绕铁芯,理论上漏磁很小,也不存在线圈辐射。但环型变压器由于无气隙存在,抗饱和能力差,在市电存在直流成分时容易产生饱和,产生很强的磁泄露。国内不少地区市电波形畸变严重,因此许多用家使用环型变压器感觉并不比EI型变压器好,甚至更差。所谓环型变压器绝无泄露,或是因媒介误导,或是因厂商出于商业宣传需要而杜撰,环型变压器磁泄露极低的说法只是在市电波型为严格的正弦波时才成立。另外,环型变压器还会在引线处出现较强电磁泄露,因此环型变压器的漏磁也是有一定方向性的,实际装机时旋转环型变压器,在某个角度上获得最高信噪比。 R型变压器可简单看做横截面圆型的环型变压器,但在线圈绕制手法上有区别,散热条件远比环型变压器为好,铁芯展开为渐开渐合型,R型变压器电磁泄露情况与环型变压器类似。由于每匝线长比环型变压器短,能紧贴铁心绕制,因此上述三类变压器中R型变压器的铜损最小。如条件允许,可考虑为变压器装一只屏蔽罩,并做妥善接地处理,该金属罩只能选用铁性材料,一般金属如铜、铝等只有电屏蔽作用而无磁屏蔽作用,不能作为变压器屏蔽罩。上述分析是建立在变压器选料、制作精良的基础上,实际多数市售变压器产品由于成本压力和竞争需要,未严格按行业规范设计,甚至偷工减料,分析起来不可预测因素较多。首先是铁芯材料的品质,很多企业用导磁率较低的H50铁芯、边角料甚至搀杂软铁制作变压器,导致变压器空载电流很高,铁损过大,空载发热严重;这类变压器为降低成本、同时为掩盖铁损偏高带来的电压调整率过大问题,大幅度减少初次级线圈匝数,以降低铜损的方式来降低电压调整率,这种做法更进一步增大了空载电流,而空载电流偏大将直接导致磁泄露加剧。环型变压器问题更复杂一些。正规的环型变压器铁芯是由一条等宽硅钢带紧密卷绕而成。还是出于成本原因,多数低价环型变压器使用数条甚至数十数条硅钢带拼接,甚至使用边缘参差不齐的边角料卷绕,绕制好后用机床车平,由于环型变压器线圈包绕铁芯,不做破坏性解剖难以发现。机械加工对硅材料的晶格排列、相邻硅钢带间绝缘都有严重破坏,这样的环型变压器无论性能或漏磁特性均会大幅度降低,即使经过退火处理也无法弥补质量上的严重缺陷。杂散电磁波主要来自有源音箱的功率输出导线、扬声器及功率分频器、无线发射设备和计算机主机,产生原因在这里不做深入讨论。杂散电磁波在传输、感应的形式上与电源变压器类似,杂散磁场频率范围很宽,有用家反映有源音箱莫名其妙接收到当地电台广播就是典型的杂散电磁波干扰。另外一个需引起重视的干扰源为整流电路。滤波电容在开机进入正常状态后,充电仅集中在交流电峰值时,充电波形是一个宽度较窄的强脉冲,电容量越大,脉冲强度也越大,从电磁干扰角度看,滤波电容并非越大越好,整流管与滤波电容之间走线应尽量缩短,同时尽量远离功放电路,PCB空间不允许则尽量