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射頻/無線  

減少射頻載波干擾 提高語音品質

上網時間: 2006年12月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:音訊  射頻  載波  天線  基頻 

目前,音訊放大器受射頻強電場干擾的機會是越來越多。許多音訊放大器在設計時並沒有考慮到高頻訊號干擾問題,因此很容易將射頻載波資訊解調進音訊頻帶中,因而造成射頻干擾。

對GSM來說這個問題尤其突出,因為GSM採用了時分多工多址技術,多部電話可以與基地台同時通訊。GSM話機以217Hz的調變頻率突發傳送數據,因此形成了217Hz調變的強電場。這些話機中的放大器要麼必須抑制217Hz的射頻載波調變包絡,要麼必須採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具有天線作用,很容易拾取發射機的射頻訊號,因而使該射頻訊號成為放大器輸入訊號的一部份。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(相對於900MHz)。3.5cm的四分之一波長天線也很容易拾取到1.9GHz的GSM發射訊號。而PCB上的訊號導線長度一般非常接近這一頻率範圍訊號的四分之一波長,因此音訊放大器很容易接收到高頻干擾訊號。

可以採用以下方法來減少射頻噪音影響:

* 將音訊放大器整合在基頻元件中

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訊噪音。但在基頻IC中使用的低成本耳機放大器聲音品質較差。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訊號連接到耳機揚聲器時必須使用直流電容器。這個電容器不僅佔用電路板空間,還會降低低頻響應性能,並增加音訊失真。

另外,耳機放大器的整合還會使敏感的類比電路更靠近噪音較高的數位電路,因而使得放大器的正確接地變得更加困難。

* 最佳化電路板設計

透過仔細地設計電路版圖來確保良好的音質和較低的射頻感應性。將放大器的輸入導線佈放在兩個地平面之間,因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效率,可以將走線長度控制在遠小於最高射頻頻率的四分之一波長。

另外,放大器的供電迴路也能拾取射頻訊號。電路板設計師通常使用旁路電容器來減少電源上的噪音,但在射頻頻率點上,這類電容器的自感會降低它們的旁路效果。圖中顯示了1uF到和10pF陶瓷電容器的阻抗頻率特性。在音訊頻率範圍內,1uF電容器對地有更小的阻抗,因此能夠提供更好的噪音抑制。但在1MHz以上時,其自感的作用開始勝過電容器的作用,因此阻抗開始增加。通常需要在1uF電容器旁並聯一個10pF電容器,後者就可以旁路掉1uF電容器在GSM頻率範圍內的自感。

* 採用不受射頻影響的音訊放大器。

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複雜性就能解決問題,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採用上述的某一技術,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最佳化的電路版圖設計,就可以確保能夠消除射頻噪音的干擾,即使在最惡劣的環境中也沒有問題。

作者:Adrian Rolufs

策略應用工程師

Maxim公司

Adrian_Rolufs@maximhq.com




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