要點匯總
1 PVDD去耦電容
10nF， 0603封裝2.2nF， 0603封裝
PVDD管腳搭配去耦電容，電容盡量在和音頻功放芯片在同一層PCB上，且盡量靠近功放芯片。
1uF，0603封裝
合理搭配陶瓷電容的容值搭配，盡量讓100kHz~0.6GHz之內低于1Ω
（ Class D的噪聲干擾基本影響范圍在300MHz以內），高的開關頻率（>768kHz ）通常推薦1uF+10nF （根據實際情況調整）,低的開關頻率一般推薦4.7uF/10uF+100nF（根據實際情況調整）
1.1 PVDD去耦電容原理性分析
地噪聲來源分析：由于開關紋波電流流過寄生電感/電阻，造成參考地（Reference Ground）和功放地之間的電壓偏差。地噪聲會通過音頻功放傳導至喇叭線（或者其他走線）影響傳導/輻射測試結果。
電源噪聲來源分析：開關紋波電流無法完全通過去耦電容壓制在小環 路內部（紅色環路內），導致 Power Supply上面有紋波電壓。
Layout注意事項： 去耦電容盡量放在同一層，盡量靠近芯片， LC filter的輸出電流回路盡量短，銅皮鋪地盡量完整，各個電容的接地過孔充足，保證盡量小的回流路徑阻抗。同層且靠近芯片的去耦電容放置比放在背面（Bottom層）的方案EMI在75MHz~100MHz之間要降低 ~12dB
2. 輸出LC filter關鍵指標
1 應用在Class D Amplifier的電感最關鍵3個指標（和音頻指標相關）：
• 最大的輸出電流（在不飽和的情況下）
• 感值vs電流曲線 （電流增大后的感值是否穩定）
• 直流電阻
2 應用在Class D Amplifier的EMI最關鍵幾個因素：
• 磁屏蔽性能。盡量選擇磁屏蔽效果好的電感。 磁泄漏較差的電感容易對周圍的電路造成干擾，尤其是喇叭線、電源輸入走線或者附近的連接器。因為電感的磁泄露造成的EMI干擾頻段主要集中在30MHz
• 電感尺寸。電感尺寸越小，與周邊電路形成的寄生電容容值越小，因電場導致的干擾會越小。通常影響高頻段部分（>30MHz）。
• 電感感值。盡量保證在工作電流范圍之內的感值恒定，不要下降太多。
• 電容容值。電容容值隨著工作電壓的升高一般會呈下降趨勢。偏置電壓越高，電容容值下降越多，注意電容選型時留有足夠的裕量。
2.1 輸出LC filter的PCB設計注意事項
1 LC filter盡量靠近芯片，越近越好。
2 LC filter盡量遠離PVDD 走線。由于電感的近場干擾影響比較大，會將開關噪聲耦合到電 感周圍的走線或者元器件。保持PVDD遠離電感器可以改善傳導測試結果。
3 LC filter盡量遠離連接器。由于電感的近場干擾影響比較大，會將開關噪聲耦合到連接器 或者線纜，造成EMI干擾。
4 良好的連接器屏蔽可以避免電感的近場干擾。
5 在LC filter的GND焊盤周圍放置足量的接地過孔，保證足夠低的噪聲回流阻抗。
6 盡量在音頻功放芯片所在的PCB層布置地平面或者地走線，這樣可以避免過孔，從而獲得最低的接地回流阻抗。
7 可以把揚聲器的走線走在內層或者Bottom層，從而可以避免揚聲器走線上的開關噪聲耦 合到其他的走線（例如耦合到PVDD走線上）。
2.2 輸出LC filter EMI噪聲鏈路分析之一地噪聲
地噪聲來源分析：由于開關紋波電 流流過寄生電感/電阻，造成參考地（Reference Ground）和功放地之間的電壓偏差。地噪聲會通過音頻功放傳導至喇叭線（或者其他 走線）影響傳導/輻射測試結果。
Layout注意事項： 揚聲器走線盡量內層屏蔽或者走背面避開其他走線。 LC filter 離音頻功放器件越近越好。 LC filter的接地過孔盡量多。盡量和功放芯片同層鋪地保證接地阻抗最小。
2.3 輸出LC filter EMI 噪聲鏈路分析之二-電場輻射dV/dT
功放Switching節點以及電感的電場噪聲影響分析：電場噪聲通常來自于功放的Switching Node和電感， 耦合到PVDD走線或者連接器的線 纜。通常影響的頻段在30MHz以上。
Layout注意事項： LC filter 盡量靠近芯片來減少功放開關節點電磁輻射影響區域；盡量采用小尺寸的電感；讓 LC filter遠離PVDD走線以及連接器；對連接器進行屏蔽是最有效的方法。
2.4 輸出LC filter EMI噪聲鏈路分析之三-磁場輻射dI/dT
電感的磁場噪聲影響分析：電感本省是一個比較強的磁場噪聲源，耦合到PVDD走線或者連接器的線纜。 通常影響的頻段在30MHz以內。
Layout注意事項： LC filter 設計過程中盡量選擇漏磁比較小的電感 （通常一體成型金屬合金電感比開架鐵氧體電感在30MHz以內的頻段能將EMI改善7dB以上）；讓 LC filter 遠離PVDD走線以及連接器；
好的磁屏蔽電感相比差的磁屏蔽電感，對2MHz~30MHz 之間的影響差別達到7dB~17dB 。
3 電源PI型濾波器
• L1, C40, C41,C42構成了一個電源線上的EMI濾波器
• 一般L1的感值選擇0.68uH~4.7uH之間即可
• 電感的自諧振頻率（SRF）越高越好（最好大于70MHz）。電感感值越小，自諧振頻率一般越高。感值的大小和自諧振頻率在系統設計中是一個權衡。
4 喇叭連接器設計注意事項
1 在每個連接器的pin附近放置一個~10nF的貼片陶瓷電容，離連接器越近越好。該方法一般在75MHz附近有~6dB的改善。
2 該電容具體的容值可根據實際的EMI測試結果進行調整。
3 放置足夠多的地過孔，保證這些電容有良好的接地路徑。
4 音頻功放的開關節點附近以及電感產生很強的dV/dT 噪聲，如果LC filter放置距離連接器 過近，電場能量會直接耦合到連接器或者喇叭線/電源線，從而直接影響到傳導和輻射測試結果。對連接器進行有效的屏蔽（且屏蔽罩接地）會有比較好的效果，通常在100MHz~200MHz 改善~5dB。在LC filter本身離連接器比較近的情況下改善更明顯，通常對FM頻段和DAB頻段（174MHz~239MHz）的改善會超過15dB。
5 散熱器PCB接地屏蔽
一般散熱器面積比較大，容易受到PCB板上的噪聲耦合。散熱器最好保證和功放有一個就近 接地點。所有耦合到散熱器上的噪聲能以最短路徑流回音頻功放，從而減小輻射。
某些情況下，散熱器的接地與不接地甚至在100MHz~200MHz的頻段范圍會造成9dB的EMI 指標差異。 |
