集成控制音頻視頻接口EMI/EMC抑制技術(shù)

在現(xiàn)代系統(tǒng)集成控制當(dāng)中，大型的信號(hào)切換系統(tǒng)都是各種場(chǎng)所必不可少的，目前主流的信號(hào)切換系統(tǒng)包括CREATOR快捷等大型切換系統(tǒng)產(chǎn)品，其中有AV信號(hào)切換系統(tǒng)、RGB信號(hào)切換系統(tǒng)、DVI信號(hào)切換系統(tǒng)以及HDMI信號(hào)切換系統(tǒng)等等。但就目前而言，各種環(huán)境的差異特別是周邊電磁干擾的影響，都會(huì)對(duì)各種信號(hào)切換系統(tǒng)造成一定程度上的影響，因此，各個(gè)廠家在自己信號(hào)切換系統(tǒng)中，都采用了EMI/EMC抑制等技術(shù)。下面，我簡(jiǎn)單介紹一些相關(guān)問題：

    產(chǎn)品的種類和測(cè)試機(jī)構(gòu)不同，EMI/EMC的測(cè)試要求也不同。但還是可以將EMI/EMC測(cè)試大致分為兩類：

    輻射：該測(cè)試限定了某產(chǎn)品輻射或傳導(dǎo)的信號(hào)幅度和頻率，從而使其不會(huì)對(duì)其它產(chǎn)品產(chǎn)生干擾。

    敏感度(也稱為抗擾度)：該測(cè)試通過限定會(huì)干擾設(shè)備正常工作的輻射和傳導(dǎo)信號(hào)的幅度和頻率，說明產(chǎn)品的輻射抑制能力。

    EMI/EMC測(cè)試失敗通常發(fā)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最薄弱的環(huán)節(jié)（信號(hào)和干擾)從這個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入或離開經(jīng)過屏蔽和濾波的裝置。在音頻/視頻接口中，最薄弱的地方就是連接設(shè)備的電纜，它們相當(dāng)于天線。對(duì)于電腦來說，將顯示器和揚(yáng)聲器連接至電腦的電纜是最薄弱的環(huán)節(jié)，它常常會(huì)引起EMI/EMC問題。我們可能會(huì)認(rèn)為只有高帶寬的視頻接口才會(huì)產(chǎn)生這種問題，而低頻音頻接口不會(huì)有這種問題。所有放大器都采用A類音頻放大器時(shí)確實(shí)是這樣。然而，目前所采用的高效D類放大器都具有高頻開關(guān)信號(hào)，如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑V波和屏蔽，也會(huì)存在EMI問題。

    計(jì)算機(jī)普遍采用的視頻格式，也就是我們所說的“圖形”，和電視的視頻形式是不一樣的。計(jì)算機(jī)視頻包括紅、綠和藍(lán)色(R、G、B)模擬視頻信號(hào)，以及行、場(chǎng)同步和DDC5組成的邏輯信號(hào)，所有這些信號(hào)都具有快速上升/下降時(shí)間。視頻連接器通常采用高密度超微D型連接器，用來連接顯示器和電腦。雖然這個(gè)方案結(jié)合了視頻信號(hào)屏蔽(同軸)和共模扼流圈(CMC)等措施來降低輻射和傳導(dǎo)EMI，但還是需要增加濾波環(huán)節(jié)，才能夠確保滿足EMI要求。在廣播視頻應(yīng)用中，采用類似的濾波措施來消除電視圖像中的混疊瑕疵。然而在圖形視頻中卻不能這么做，因?yàn)閳D形視頻的目的是在盡可能高的分辨率下重現(xiàn)“開”、“關(guān)”像素的棋盤狀圖案。因此，為實(shí)現(xiàn)最佳的顯示性能，我們希望帶寬越大越好。但在實(shí)際應(yīng)用中，必須權(quán)衡考慮EMI和視頻性能，因此只好犧牲視頻帶寬。對(duì)于多信號(hào)視頻接口，多種因素需要權(quán)衡考慮。

    音頻接口要在不產(chǎn)生EMI的情況下獲得效率和性能，要解決一系列不同的問題。在便攜式應(yīng)用中，我們想要最大限度延長(zhǎng)電池壽命，而不期望效率低下的設(shè)計(jì)產(chǎn)生熱量，因此D類放大器得到了廣泛應(yīng)用。問題是D類放大器使用PWM來實(shí)現(xiàn)高效率，這與開關(guān)電源很相似。使用非屏蔽揚(yáng)聲器連線接至輸出端時(shí)，連線會(huì)像天線一樣輻射EMI。盡管時(shí)鐘頻率(典型值為300kHz至1MHz)高于音頻頻譜，但它是一個(gè)具有大量諧波分量的方波。用來濾除該諧波分量的濾波器尺寸比較大，而且成本又高。在膝上型電腦等便攜應(yīng)用中，由于尺寸原因，這不是一個(gè)可行的解決方案。

    在諸多的EMI/EMC抑制技術(shù)當(dāng)中，MAX9511和MAX9705代表了EMI/EMC控制的先進(jìn)技術(shù)，因此被逐漸的應(yīng)用到具體產(chǎn)品當(dāng)中。將這些器件應(yīng)用于產(chǎn)品當(dāng)中可以有效降低EMI。不必像以前那樣依靠大尺寸外部濾波器和屏蔽等會(huì)增加成本和尺寸的方法，這些器件采用了當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)，有效保證了電磁兼容性和性能。