电磁搅扰(EMI)是指电路遭到了来自外部的非预期性电磁辐射搅扰。这种搅扰能够中止、阻止或下降电路的功用体现。在如今的便携式消费电子设备规划中，空间已跃升为榜首要素。规划师常常需求移除外壳或屏罩，而且经过愈加谨慎的电路阻隔来按捺EMI和噪声。毫无疑问，较小的空间和更多的功用添加了电路板的密度，此外还需求考虑圆片级封装和微型电路规划规范，因而EMI问题愈加值得重视。
EMI包含有两个方面：放射和电磁耐受性。放射是指哪些设备会发生辐射噪声。电磁耐受性是指哪些设备会遭到其它设备的电磁波影响。在稍候的篇幅中，咱们将会多评论一些有关电磁耐受性的问题。由于假如能有用地操控电磁放射，那么处理后续的电磁耐受性就变得相对简单了。放射一般来说大体分为辐射性放射和传导性放射两类。辐射性放射来自电路板、走线或电线，以电磁波的形状经大气传达影响邻近的接纳器。需求留意的是“接纳器”可泛指任何因外来电磁能量搅扰而影响其运转的电路。例如，PCB走线或IC的引线。传导性放射是指能量经电线或电缆逃脱或传导出来。传导性放射能够直接影响电路功用，或许转化为辐射性放射。
图1：波长和频率之间的物理联系
要了解两种放射，咱们有必要对天线有必定的了解。图1所示波长和频率之间的物理联系。一根天线的有用长度有必要抵达波长的四份之一。假如在大气中，其介电特性为1。那么在FR4或玻璃环氧电路板中，其介电特性便会下降至4.8。因而信号一旦抵达FR4的电介质梯度，其传达走线就会变慢。所以会引起“波长减缩”效应。例如，一个200MHz的信号在大气中的四分之一波长为16.7cm，假如在内层的电路板走线，那么波长就变为16.7/4.8(1/2)=7.6cm。
即便PCB走线的长度短于波长的四分之一，仍能够是有用的天线，能够一起增强放射性和电磁耐受性。除了内层外，外表的走线也可体现出波长减缩效应。由于电介质的一面已足可改动传递的整个介电特性。
PCB走线等非意愿天线(unintended antenna)，能够说是数字体系中辐射噪声背面的黑手。从辐射性放射的视点考虑，咱们可发现D类音频放大器本质上可被看作成一个数字体系。电磁学中一个要害原理是电磁互易(reciprocity)，由于电流的活动可发生一个电场，而且电通量的改动可引发电流的活动。依照这个原理，一条天线既能够用来接纳电磁信号也能够用来发送电磁信号。假设非意愿天线遭到噪声电流的影响，而其长度挨近波长的四分一挨近时，此刻便会发生辐射性放射。
图2：常用的天线规划
如图2所示，常用的天线规划有两种：偶极天线和鞭形天线。一个风趣的事实是鞭形天线自身便是半条偶极天线，水平接地经感应后，鞭形天线可成为别的的半条偶极天线。众所周知，天线的作用是经过电气能量的辐射来发送和接纳信号。不过，如图3所示，PCB中的非意愿天线可包含：长走线；通路；元件的引线和接脚；无载电路板的连接器和插座。
图3：PCB中的非意愿天线
PCB上一些没有端接的外表走线或埋在下面的走线能够变成非意愿鞭形天线。在不同电位势下的走线片段能够因不良布局而变成振子天线。一起，PCB的导电层可作为双极天线的另一条腿，而板子自身会被耦合到电场中。
D类音频放大器
由于自身的功率很高，D类音频放大器很快就在消费电子设备中获得了广泛的运用。D类音频放大器经过输入的模拟信号来调制一个高频方波，该方波的频率能够是固定的也能够是可变的，乃至能够是随机脉冲。低通滤波器用来过滤信号中的高频内容以及康复原始音频信号。在没有滤波器的拓朴中，扬声器自身的电感会被合并成滤波器的一部份。脉冲宽度调制(PWM)是一种遍及的D类拓朴技能，它选用固定频率的波形，并经过改动作业周期在低通滤波器后边发生出一个移动均匀信号(图4)。
图4：PWM是一种遍及的D类拓朴技能
选用开关拓朴的长处很显着，例如：高功率、低功耗和易散热。不过，添加功率并不是没有价值的。为了提高功率，需求选用一个锋利且改换敏捷的方波。但由于光谱能量高度会集在方波的边缘，这会导致数字体系中的问题再现。一起，可能会呈现一些过激，使波形在短时间逾越最高和最低的电压。过激使在输出光谱发生出额定的高频量，并对EMI和音频功用形成不良影响。
对立EMI
要消除EMI，需求在电路规划时整合电气工程师、电路板布局工程师和制作工程师的力气，合力研宣布一个最佳的PCB规划。要处理好EMI的问题，一般应在PCB规划时留意：
1. 在会呈现电压动摇的电源和接地间放置去耦电容器。假如随意放置电容器会恶化EMI问题；
2. 电源层应与电路板的边缘坚持必定距离；
3. 防止在接地或电源层内堵截走线，不然可能会形成非意愿针孔；
4. 对一切的高频时钟线路供应满足的端接；
5. 为电路板连接器供应恰当滤波；
6. 杰出的PCB规划可防止呈现环路天线。环路天线能够使正向和反向的电流都在界说好的途径上传导。
别的，还能够经过按捺天线的电流来阻止辐射。
关于音频规划人员来说，有必要考虑下列两点：
1. 把由音频放大器到扬声器的走线长度缩到最短。由于一旦走线抵达波长的四分之一，就会呈现显着的辐射，走线或电线便会变成天线。
2. 关于无滤波器的D类体系，连接着放大器输出和扬声器的走线或电缆将会是RF放射的最大来历。
图5：在放大器邻近放置铁氧体磁珠是有用按捺EMI的办法
在放大器邻近放置铁氧体磁珠并与扬声器串列，能够是很有用的按捺EMI的办法。为了进一步了解铁氧体磁珠的按捺办法，咱们将铁氧体磁珠分红频变电阻和电感元件，如图5所示。要按捺EMI，铁氧体磁珠需求作为电阻器，但由于Rdc=0，该处没有直流电压降。关于频率低于1 MHz的运用，选用这种办法很有用。此外，如图所示，还需求考虑二元分压器。Z1和Z2都是频率相关的，为了抵达所需的低通滤波器功用，以下的联系有必要建立：在要求的频率下Z2>>Z1，在噪声频率下Z1>>Z2。
铁氧体一般会用来作为串联元素，电容便作为分流元素。 这儿的电容能够是物理电容，也能够是会集电容。传递函数表明Z1和Z2将会别离跟着频率(1/jωC)添加和削减。而体系将会有某程度的阻尼显着地消减共振效应。
图5：在放大器邻近放置铁氧体磁珠是有用按捺EMI的办法
从图中可见，在处理D类固有的周期性方波时，最基本的难题是谐振距离时呈现的会集能量。为了规划一个“安静”的低EMI D类放大器，一个办法是将频率来回颤动，或扩展开关的频谱，下降频谱内一切点上的能量。与传统的D类放大器比较，扩频调制计划有几个重要的长处：除了可坚持高效功率和低THD+N外，更重要的是大幅削减了辐射噪声和EMI，如图6中所示。
图6：扩频调制计划除了可坚持高效功率和低THD+N外，还能大幅削减了辐射噪声和EMI
LM48511是一个扩频调制式D类音频放大器，内部集成了一个内置式升压稳压器，可把电压提高至7V，然后增强放大器的输出功率和音频声压级。此外，该升压稳压器即便在电池衰减的情况下也可使放大器保持一个固定的输出水平。
LM48511特设有一个逻辑可选扩频调制器，可削减EMI而且可革除运用输出滤波器或扼流圈。如图7所示，扩频调制器会供应一个规范的H-桥，该H-桥担任驱动桥接式负载扬声器。在扩频形式中，开关频率会在约330kHz频率处随机发生10%的改动，然后削减由扬声器、相关的电线和走线所发生的辐射性EMI放射。在这个形式下，一个固定频率的D类放大器会议现出比开关频率高几倍的频谱能量，而LM48511的扩频体系结构将会把这些能量扩展到一个较大的频宽，然后削减电路中的峰值噪声功率。
图7：扩频调制器供应一个规范的H-桥，该H-桥担任驱动桥接式负载扬声器
电磁性搅扰是一个体系级的问题。关于音频规划人员来说，在进行规划规划以及挑选器材、资料时都有必要考虑到EMI问题。
