常見一些玩家和工程師為音頻電路噪音所擾，這里就實(shí)踐中總結(jié)出的一些經(jīng)驗(yàn)與大家分享。限于篇幅，本文僅討論模擬類音頻電路，數(shù)字、D類電路僅供參考，高頻、射頻電路地線排布規(guī)則與低頻模擬電路不同，因此沒有借鑒意義。

　　噪音與放大器相生相伴，是無可避免的，所謂降低噪音，目的是將其降低至可接受的范圍，而不是將其根除：信噪比只能盡量提高，但不能大至無限。音頻電路噪音按來源可粗略分為電磁干擾、地線干擾、機(jī)械噪聲與熱噪聲幾類，下面來對(duì)噪音來源作簡要分析，并提出一些經(jīng)實(shí)踐證明行之有效的解決手段，希望能與同行探討。

　　一、電磁干擾

　　電磁干擾主要來源是電源變壓器和空間雜散電磁波。

　　音頻電路尤其是早期的模擬音頻電路，多數(shù)是由市電提供電源，因此必然要使用電源變壓器。電源變壓器工作過程是一個(gè)“電—磁—電”的轉(zhuǎn)換過程，在電磁轉(zhuǎn)換過程中會(huì)產(chǎn)生一定的磁泄露，變壓器泄露的磁場被放大電路拾取并放大，最終經(jīng)過揚(yáng)聲器發(fā)出交流聲。

　　雜散電磁波主要來自交流電源線、強(qiáng)電流線、揚(yáng)聲器及功率分頻器、無線發(fā)射設(shè)備，產(chǎn)生原因在這里不做深入討論。雜散電磁波在傳輸、感應(yīng)的形式上與電源變壓器類似，雜散磁場頻率范圍很寬，有用家反映有源音箱夜晚時(shí)莫名其妙接收到當(dāng)?shù)仉娕_(tái)廣播就是典型的雜散電磁波干擾。

　　另外一個(gè)需引起重視的干擾源為整流電路。濾波電容在開機(jī)進(jìn)入正常狀態(tài)后，僅在交流電峰值時(shí)補(bǔ)充電流，充電波形是一個(gè)寬度較窄的強(qiáng)脈沖，電容量越大，脈沖強(qiáng)度也越大，從電磁干擾角度看，濾波電容并非越大越好，整流管與濾波電容之間走線應(yīng)盡量縮短，同時(shí)盡量遠(yuǎn)離功放電路，PCB空間不允許則盡量用地線環(huán)繞，PCB走線適當(dāng)拉開距離。

　　電磁干擾主要防治措施

　　1.降低輸入阻抗

　　電磁波主要被導(dǎo)線及PCB板走線拾取，在一定條件下，導(dǎo)線拾取電磁波基本可視為恒功率。根據(jù)P=U^U/R推導(dǎo)，感應(yīng)電壓與電阻值的平方成反比，即放大器實(shí)現(xiàn)低阻抗化對(duì)降低電磁干擾很有利。

　　例如一個(gè)放大器輸入阻抗由原20K降低至10K，感應(yīng)噪聲電平將降至約0.7倍的水平。目前主流音源電腦聲卡、隨身聽、MP3帶載能力強(qiáng)，甚至可直接推動(dòng)32歐耳塞，因此可以將后級(jí)放大線路輸入阻抗降低，降低輸入阻抗對(duì)音質(zhì)造成的影響極微弱，完全可忽略不計(jì)，試驗(yàn)時(shí)曾嘗試將有源音箱輸入阻抗降至2KΩ，未感覺音質(zhì)變化，長期工作也未見異常。

　　2.增強(qiáng)高頻抗干擾能力

　　針對(duì)雜散電磁波多數(shù)是中高頻信號(hào)的特點(diǎn)，在放大器輸入端對(duì)地增設(shè)瓷片電容，容值可在47---220P之間選取，電容與線路阻抗構(gòu)成的一階無源濾波器，頻率轉(zhuǎn)折點(diǎn)比音頻范圍高兩至三個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)音頻(20HZ—20KHZ)信號(hào)的幅頻特性的影響可忽略。

　　3.注意電源變壓器安裝方式

　　在成本允許的條件下采用質(zhì)量較好的電源變壓器，盡量拉開變壓器與PCB之間的距離，調(diào)整變壓器與PCB之間的位置，將變壓器與放大器敏感端(輸入端)盡量遠(yuǎn)離;EI型電源變壓器各方向干擾強(qiáng)度不同，注意盡量避免干擾強(qiáng)度最強(qiáng)的Y軸方向?qū)��?zhǔn)PCB。

　　4.金屬外殼須接地

　　對(duì)于HIFI獨(dú)立功放來說，設(shè)計(jì)規(guī)范的產(chǎn)品在機(jī)箱上都有一個(gè)獨(dú)立的接地點(diǎn)，該接地點(diǎn)其實(shí)是借助機(jī)箱的電磁屏蔽作用降低外來干擾;音量、音調(diào)電位器外殼，條件允許的話盡量接地，實(shí)踐證明，該措施對(duì)工作于電磁環(huán)境惡劣條件下的PCB十分有效。

　　二、地線干擾

　　電子產(chǎn)品的地線設(shè)計(jì)是極其重要的，無論低頻電路還是高頻電路都必須要遵照設(shè)計(jì)規(guī)則。高頻、低頻電路地線設(shè)計(jì)要求不同，高頻電路地線設(shè)計(jì)主要考慮分布參數(shù)和地線阻抗，多為環(huán)地;低頻電路主要考慮大小信號(hào)地電位疊加(參考電位)，強(qiáng)弱信號(hào)需獨(dú)立走地線。從提高信噪比、降低噪音角度看，模擬音頻電路應(yīng)劃歸低頻電子電路，嚴(yán)格遵循“獨(dú)立走線、一點(diǎn)接地”原則，可顯著提高信噪比。

　　音頻電路地線可簡單劃分為電源地(功率地)和信號(hào)地，電源地主要是指濾波、退耦電容地線，小信號(hào)地是指輸入信號(hào)地線、反饋地線。小信號(hào)地與電源地不能混合，否則必將引發(fā)很強(qiáng)的交流聲：濾波和退耦電容充放電在電路板走線上必然存在一定壓降，小信號(hào)地與該強(qiáng)電地重合，勢必會(huì)受此波動(dòng)電壓影響，也就是說，小信號(hào)參考點(diǎn)電壓不為零。信號(hào)輸入端與信號(hào)地之間的電壓變化等效于在放大器輸入端注入信號(hào)電壓，地電位變化將被放大器拾取并放大，產(chǎn)生交流聲。

　　增加地線線寬、背錫處理只能在一定程度上降低地線干擾，但治標(biāo)不治本，個(gè)別未嚴(yán)格將地線分開的PCB由于地線寬、走線很短，同時(shí)放大級(jí)數(shù)很少、退耦電容容量很小，因此交流聲尚在勉強(qiáng)可接受范圍內(nèi)，只是特例，沒有參考意義。舉例說明：設(shè)PCB某段地線直流電阻為75毫歐，退藕電容瞬間充電電流為20mA，該放大器放大倍數(shù)是40倍，則由于退耦電容充電電流引起的參考點(diǎn)(地線)電位波動(dòng)，被拾取、放大后，在放大器輸出端有60mV的、與充電電流一致(這里要注意，地線引起的交流噪音是100HZ,而不是電磁感應(yīng)的50HZ)的噪音波形，60mV的電壓信號(hào)，即使在小口徑、低頻響應(yīng)差的揚(yáng)聲器單元上，也足以引起可觀的噪音。

　　正確的布線方法是，選擇主濾波電容引腳作為集中接地點(diǎn)，強(qiáng)、弱信號(hào)地線嚴(yán)格區(qū)分開，在總接地點(diǎn)匯總。

　　下面以最常見的功放塊LM1875(TDA2030A)為例，以生產(chǎn)商推薦線路說明一下：

　　大小信號(hào)地的區(qū)分

　　圖中R1是輸入電阻，R2是IC的直流偏置電阻，C2是直流反饋電容，接地點(diǎn)是小信號(hào)地，標(biāo)記為藍(lán)色;C3、C4、C6、C7是退耦電容，接地端標(biāo)記為紅色，屬電源地。正確的接地方式為：三個(gè)小信號(hào)接地點(diǎn)可混合在一條地線上，四個(gè)電源地匯集為另一條地線，電源地與小信號(hào)地在總接地點(diǎn)處匯合，除在總接地點(diǎn)匯接外，兩種地不得有其他連通點(diǎn)。

　　功放輸出端的ZOBEL移相網(wǎng)絡(luò)(R5、C5)接地點(diǎn)處理方法較特殊，該接地點(diǎn)如并入電源地，地線電壓擾動(dòng)將經(jīng)R4反饋至LM1875反相輸入端，引起交流聲;而并入小信號(hào)地的話，由于信號(hào)的相位、強(qiáng)度不一致，將導(dǎo)致音樂信號(hào)量下降。因此，如印刷電路板空間允許，最好能單獨(dú)走線。

　　下面結(jié)合幾張實(shí)際的PCB板圖來詳細(xì)說明

　　1.TDA2030 PCB圖

　　這張PCB圖中，存在明顯的地線設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，小信號(hào)地與電源地完全重合，必然存在交流噪聲，且不受音量電位器控制。圖中C2、C3、C4、C5是退耦電容，C7、R2、C6、信號(hào)插座JP1第一腳、JP2第三腳等五個(gè)接地點(diǎn)則屬小信號(hào)地，大小信號(hào)地重疊后通過跳線引至C8、C9的總接地點(diǎn)。同時(shí)，zobel移相網(wǎng)絡(luò)接地點(diǎn)(C1第二腳)也混雜在一條地線上，必然使實(shí)際情況更加復(fù)雜。實(shí)際測試時(shí)，該板的確存在明顯的交流聲。

　　2.LM4766 PCB圖

　　該圖中，C5、C11、C12是運(yùn)放的退耦電容，接地端屬電源地，圖中用紅色細(xì)線標(biāo)記出電流走向;而R5、R6、R7、R9等電阻接地端屬小信號(hào)地，與C5、C11、C12等退耦地共用一條地線走線的話，退耦電容工作電流與地線內(nèi)阻引起的壓降勢必會(huì)疊加在R5、R6、R7、R9接地端，引發(fā)交流聲甚至自激。

　　3.一張地線布線正確的PCB

　　這張PCB中，大小信號(hào)地嚴(yán)格分開，同時(shí)采用了一些其他降噪手段，信噪比例很高，輸入端開路時(shí)，實(shí)測輸出端殘留噪音不高于0.3mV，夜深人靜時(shí)耳朵貼在揚(yáng)聲器單元上也沒有任何噪聲。為看圖方便，僅畫出一聲道的地線做示范。C9、R1、C10及信號(hào)輸入插座接地端是小信號(hào)地，通過紅色地線接至總接地點(diǎn)，左側(cè)地線是揚(yáng)聲器及zobel網(wǎng)絡(luò)地，右側(cè)地線是退耦電容的電源地，三條地線在主濾波電容C4的2腳匯合，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“一點(diǎn)接地”。