[導(dǎo)讀]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
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(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)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(shì)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：
1 大小信號(hào)地的區(qū)分：
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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(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)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(shì)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：
1 大小信號(hào)地的區(qū)分：
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