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音頻放大器調試小技巧

發布時間：2020-04-20 責任編輯：lina

【導讀】D類放大器產生PWM脈衝，揚聲器端子橋接負載配置，揚聲器驅動器大約是電源的兩倍。工作頻率一般為384Khz至768Khz，快速切換對具有快速上升時間（nS）和短脈衝寬度，因此這可能會出現嚴重的RF發射幹擾，使芯片到揚聲器之間的走線成為天線，所以處理組件放置很重要。

1.組件放置

D類放大器產生PWM脈衝，揚聲器端子橋接負載配置，揚聲器驅動器大約是電源的兩倍。工作頻率一般為384Khz至768Khz，快速切換對具有快速上升時間（nS）和短脈衝寬度，因此這可能會出現嚴重的RF發射幹擾，使芯片到揚聲器之間的走線成為天線，所以處理組件放置很重要。

音頻放大器調試小技巧

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2.接地問題

- 與組件放置密切相關的是接地問題。理li想xiang情qing況kuang下xia，所suo有you組zu件jian都dou放fang置zhi在zai理li想xiang的de位wei置zhi，堅jian固gu的de接jie地di平ping麵mian具ju有you零ling阻zu抗kang，因yin此ci不bu會hui幹gan擾rao任ren何he其qi他ta因yin素su，並bing且qie不bu會hui產chan生sheng任ren何he影ying響xiang，並bing且qie會hui對dui接jie地di返fan回hui電dian流liu造zao成chengEMI威脅。

-理想情況下，可能需要將敏感元件放置在遠離噪聲元件的地方，地平麵具有有限的阻抗。這是可能需要將接地隔離到一定程度的地方，但是由於隔離產生不需要的天線而存在引起EMI危險的風險。

在芯片內部，模擬和數字域需要相互通信。下麵的紅色環路是地電流。這意味著存在從不同接地流入和流出的返回電流。由於這些接地回路電流和每個電路之間的連接阻抗，以避免噪聲從數字電路耦合到模擬電路。建議使用不同的接地以避免開關耦合通過地麵的噪聲, 即使連接一個小電阻來增加分離也可

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● -如果可能，請使用小電阻器以改善電源接地與模擬接地之間的距離

● -避免數字電源和模擬電源連接在一起

● -添加電源濾波器

3、供電和解耦

由於這些音頻放大器直接連接PVDD供電，因此電源阻抗很高，因為電流消耗很大。內置有大量保護功能的內部電路，如UVP（欠壓保護），OCP（過流保護），OTP（過溫保護），UVP和OCP都會因電源尖峰而產生錯誤觸發，因此正確的耗材去耦可能有助於它。

PWM Wavform邊緣

D類芯片輸出上升時間的正常PWM約為2nS，邊沿電流的頻率將在200Mhz，此芯片上的電源去耦至關重要，以保持電流回路盡可能小並避免傳播幹擾。開關瞬態可能非常高，因此我們建議在每個放大器供應引腳旁邊放置陶瓷電容。由於電流很大，建議每個引腳至少使用1uF + 0.1uF。需要從VDD到具有相同層的主電容的直接跡線，電容器接地連接應與放大器芯片接地相同。

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在更高功率的D類放大器中，通常輸出功率大於10 W，輸出端的濾波器放大器是必需的。濾波器本質上是無源的，並且每個濾波器都使用電感器和電容器輸出終端。因此，它被稱為LC濾波器。選擇適當的LC濾波器元件對於滿足所需的音頻性能，效率，EMC / EMI要求和最終成本至關重要應用。本應用報告可作為輔助LC濾波器組件部分的指南D類放大器，以滿足終端係統的目標設計目標。一些TI D類音頻放大器在單個器件中支持多種輸出配置。這允許最終應用程序的高度靈活性。

PWM濾波器可以采用不同的模式，以支持板放大器類型，如AD調製，BD調製，1SPW，混合......等。此外，PWM具有匹配BTL模式，PBRL模式和SE模式的不同配置。

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橋接負載（BTL）

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並聯橋接負載（PBTL）

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單端（SE）

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TI開發了LC計算工具，用於優化價值，方便最終客戶設計自己的濾波器。以下是下載地址。請確保您的電路與您選擇的調製方法匹配。

http://www.ti.com/tool/lcfilter-calc-tool

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1. 散熱問題

● 由於功率放大器是高電流器件，因此熱量對於那些設計者來說是一個挑戰。

● 在D類音頻放大器中，PWM開關頻率主要影響MOSFET損耗和電感器損耗。采用大電感降低 PWM開關頻率，提高散熱性能。 •在大輸出情況下，LC濾波器可以實現比鐵氧體磁珠更好的熱性能。

● - 將功率放大器設備放置在遠離PCB邊緣的位置，避免使用走線或串線切斷從音頻放大器設備到周圍區域的熱量流。

解決方案:

● 使用1SPW模式減少開關丟失

● 避免在放大器附近放置其他發熱元件或結構。

● 使用更多層PCB，為器件提供更

● 銅的厚度和PCB層對熱性能有很大影響。對於EVM板，它是4層和2Oz銅。

1. I2C / I2S 通訊

● I2C通訊失敗

1. 軟件配置了錯誤設備地址

2. 數據邊緣更改錯誤

3. 錯誤/弱信號或電壓電平錯誤

4. 地拉高電阻或電容錯誤導致緩慢上升以觸發電路錯誤

5. 接地不良或連接到噪音地

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● -I2S通訊失敗

1.設置錯誤的I2S格式，因為I2S格式有很多不同，例如DSP，左對齊，右對齊和TDM，位長和偏移也不同

2.錯誤電平/ 噪音太大

3.走線太長而受到幹擾

解決方案:

● 降低電阻值

● 降低電容值

● 配置匹配的格式

● 減少信號噪音

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（來源：E2E™ 中文支持論壇，作者: Henry Kwok）

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